Polacy wyprzedzili inne grupy naukowców, które na całym świecie pracowały nad metodami przemysłowej produkcji grafenu - alotropowej odmiany węgla. Materiał ten jest zbudowany z atomów węgla połączonych sześciokątnymi wiązaniami i tworzących płaską błonę o grubości jednego atomu.
Grafen jest materiałem niezwykłym. W temperaturze pokojowej przewodzi prąd dużo szybciej od znanych dotychczas półprzewodników jak krzem czy miedź. Ponadto jest twardszy od diamentu, ale jednocześnie pozwala się zginać. W skali nano materiał ten chłodzi się efektywniej niż krzem. Już dziś z jego wykorzystaniem można konstruować układy elektroniczne.
Naukowcy z Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) oraz Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego opracowali sposób przeniesienia produkcji grafenu z laboratorium do fabryki. Wykorzystali do tego dostępne dziś na rynku urządzenia do wytwarzania struktur półprzewodnikowych. Metoda polskich naukowców pozwoli na wytwarzanie dużych powierzchni grafenu o najwyższej jakości. A to da możliwość upakowania większej liczby urządzeń elektronicznych na małej powierzchni. W efekcie komputery będą mniejsze, oszczędniejsze i kilkaset razy szybsze.
Technologia otrzymywania grafenu
Dotychczas uczeni amerykańscy korzystali z techniki epitaksjalnego wzrostu grafenu poprzez sublimację krzemu z węglika krzemu. Proces ten odbywa się w bardzo wysokiej temperaturze (ponad 1500 st. C), ale ponieważ krzem odparowuje najpierw tam, gdzie w strukturze węglika występują nieregularności struktury, powstający w tym procesie grafen ma wiele wad.
Zespół polskich uczonych, pod kierownictwem dr Włodzimierza Strupińskiego z ITME oraz prof. Jacka Baranowskiego, opracował technologię uzyskiwania dużych płacht grafenu wysokiej jakości. Udoskonalono technologię tak, że uniknięto konieczności odparowania krzemu. To pozwala na wytwarzanie nieuszkodzonych i powtarzalnych płytek grafenu na skalę komercyjną. Do wytworzenia dużej powierzchni grafenu zastosowano oryginalną metodę CVD na SiC tzn. technikę chemicznego osadzania z warstwy gazowej na podłożu z węglika krzemu.
metoda CVD (ang. Chemical Vapour Deposition)
źródło: Nano Letters
Dzięki temu pozyskany grafen jest mniej wrażliwy na niedoskonałości węglika, zapewnia wysoką ruchliwość elektronów rzędu 1800 cm2/Vs, umożliwia określenie liczby warstw jakie chcemy uzyskać oraz stopnia wzbogacenia innym materiałem. Badania wykazały nie tylko lepsze właściwości tak pozyskanego grafenu ale również istnienie w nim przerwy energetycznej. epi-lab.comźródło: Nano Letters
Obecnie polscy naukowcy pracują nad tranzystorem grafenowym, który powinien być gotowy za rok. Urządzenia takie będą pracować na częstotliwościach rzędu setek teraherców, niedostępnych dla elementów z krzemu (najnowszy tranzystor firmy IBM pracuje z prędkością 155 GHz).
Ponieważ krzemowe układy scalone dochodzą już do granicy swoich możliwości, bo nie da się bez końca zmniejszać rozmiaru krzemowych tranzystorów, przyspieszać ich pracy itp. grafen zastapi to podstawowe tworzywo elektroniki w najbliższej dekadzie. Już widzę oczyma wyobraźni Wielką Dolinę Grafenową gdzieś na rzeszowszczyźnie i Polskę jako potęgę w nanotechnologii.
materiały źródłowe:
Tak -To marzenia o tej dolinie Nasi Politycy juz postaraja sie o to aby jej nie było .Na swiecie otrzymano juz pierwsze ilosci antymaterii 14 mg tej materii wystarczy aby doleciec na Marsa budujac statek kosmiczny z tych materialow jakie sa dostepne dzisiaj .Jesli taki statek wykona sie z grafenu to taka sama ilosc paliwa jaką bedzie antymateria wystarczy na jeszcze dalsza podroz .Podroze z predkoscia swiatla to juz nie jest bajka.rpuzyrewski
OdpowiedzUsuń