Procesory

Grafenowe układy coraz bardziej realne

przeczytasz w 2 min.

Fizykom z Uniwersytetu Kalifornijskiego udało się skutecznie wykorzystać grafen do transportu elektronów. Odkrycie przybliża powstanie wydajnego komputera wykorzystującego ten niezwykły materiał oraz efekty związane ze spinem elektronów.

Spin to jedna z własności elektronu określająca jego stan kwantowy, która może być wykorzystana do gromadzenia oraz przenoszenia informacji przez tę cząstkę. W przypadku obecnie stosowanych układów elektronicznych wykorzystywany jest przepływ prądu lub zmiany napięcia w makroskali. Naukowcy od lat wiążą nadzieje z zastosowaniem tej własności elektronów do budowy superkomputerów, które byłyby znacznie potężniejsze i zużywały mniej energii niż maszyny znane obecnie. 

 Warto przeczytać:
 

Grafen z kolei to wynalazek, którego przedstawiać nie trzeba - jego odkrycie uhonorowano w tym roku nagrodą Nobla. Wysoka przewodność oraz niewielkie wydzielane ciepło dają nadzieję na stworzenie niezwykle wydajnych układów.  

"Grafen charakteryzuje się najwyższą sprawnością transportu spinu elektronów spośród wszystkich materiałów, jeśli proces odbywa się w temperaturze pokojowej." - tłumaczy Roland Kawakami, profesor fizyki i astronomii kierujący zespołem badawczym. - "Niestety, dotychczas stosowane metody wstrzykiwania nośników do grafenu były nieefektywne. Drugim problemem okazał się ich czas życia, który był tysiące razy krótszy od wynikającego z teoretycznych obliczeń. Chcemy, aby był jak najdłuższy, gdyż od czasu życia zależy liczba możliwych do wykonania na nich operacji." 

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy umieścili pomiędzy elektrodą i grafenem warstwę izolatora o grubości pojedynczego atomu. Intuicja podpowiada, że powinno to uniemożliwić przepływ elektronów, ale w tej skali (porównywalnej z rozmiarami atomów) istotną rolę odgrywają zjawiska kwantowe. Dzięki zjawisku tunelowania wydajność procesu wstrzykiwania elektronów znacząco wzrosła.
 


Roland Kawakami zauważa, że - "... zaobserwowaliśmy trzydziestokrotne zwiększenie wydajności wstrzykiwania, co jest światowym rekordem na tym polu. Ponadto izolator zachowuje się jak zawór, który pozwala elektronom przepływać tylko w jednym kierunku." 

Przy okazji badania rzuciły światło na nieścisłości pojawiające się przy pomiarach czasu życia elektronów w grafenie dokonanych przez innych naukowców. Eksperyment zwany pomiarem Hanla dotąd dawał zaniżone rezultaty. Gdy jednak zespół umieścił na detektorze warstwę izolującą, otrzymywane wyniki zwiększyły się kilkukrotnie, choć stan grafenu nie został zaburzony.

"To dobra wiadomość, gdyż pokazuje, że czas życia spinu w grafenie musi być dłuższy, niż dotąd sądzono. Potencjalnie - wielokrotnie dłuższy" - komentuje uczony. 

Opisane przez nas odkrycie zrodziło też nowe trudności. Nie jest łatwo umieścić warstwę izolatora na grafenie, gdyż ten nie wytwarza silnych wiązań z innymi materiałami, a ich atomy odstają od siebie. Na szczęście dzięki zaawansowanemu procesowi technologicznemu udało się pokryć materiał tytanem bez tworzenia grudek. Dzięki temu zespół profesora Kawakami może przystąpić do prób stworzenia układów logicznych wykorzystujących nową technologię.
 

Źródło: Science Daily

Polecamy artykuły:  
PlayStation Move - poznaj magiczną różdżkę Sony
Test 16 coolerów - który schłodzi najlepiej?
Premiera: więcej rdzeni i megaherców od AMD

Komentarze

26
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    0
    Czekamy na pierwsze układy
    • avatar
      Ari93
      0
      Intel Core G 550 - 550GHz ;D xd
      • avatar
        Spikeblade
        0
        Ciekawe za ile będą takie cuda na kiju :P
        • avatar
          Konto usunięte
          0
          No i bardzo dobrze bo możliwości krzemu powoli się wyczerpują.
          • avatar
            Konto usunięte
            0
            I będą pierońsko drogie... Znowu będzie, że to wina konsol...
            • avatar
              koloalien
              0
              zanim coś z tego będzie to pewnie potrwa jeszcze z 6 lat
              • avatar
                Konto usunięte
                0
                każdy czeka ale ciekawe jaka cena :)
                • avatar
                  benzene
                  0
                  Nie macie lekkiego doła czytając takie njusy, że prawie każdy z nas czytających tę stronę www mógłby co najwyżej czyścić buty takim mózgom jakie pracują nad np. grafenem. Mam na myśli stopień inteligencji. Nie ma się co oszukiwać, kto tu z obecnych rozumie i wie jak badać i obliczać "zjawiska kwantowe" dla takich układów?
                  • avatar
                    Konto usunięte
                    0
                    Meh, pewnie za 20 lat - jezeli technologia sie rozwinie - wejda takie zabawki do popularnego uzytku :/ Mam nadzieje, ze dozyje tych czasow :P

                    @benzene
                    Nie mam dola z tego powodu. To tak jakbym sie martwil, ze nie mam warunkow fizycznych do bycia najszybszym czlowiekiem swiata. Kazdy ma swoje miejsce na tej ziemi :P Martwi mnie za to fakt, ze jeszcze tyle odkryc przed ludzkoscia (zakladajac, ze nie wyginiemy do tego czasu), a zycie jest takie krotkie i po prostu wielu wspanialych rzeczy nie bedzie nam dane zobaczyc :P
                    • avatar
                      NomadDemon
                      0
                      no czekamy, dalej panowie
                      • avatar
                        Glock
                        0
                        A ja sie pytam, co to znaczy czas życia spinu?
                        Spin to stała cecha każdej cząstki, nie ma czasu życia?
                        • avatar
                          Konto usunięte
                          0
                          W tym roku już przy nagrodzie nobla docenili grafen....