מוליך למחצה בעובי של אטום יחיד

פרופסור Axel Enders מאוניברסיטת בָּיְירוֹיְת (Bayreuth) שבגרמניה, יחד עם עמיתיו למחקר מפולין ומארה"ב, פיתחו חומר דו-ממדי שיוכל לחולל מהפכה בתחום האלקטרוניקה

[תרגום מאת ד"ר נחמני משה]

מוליכים למחצה בעובי של אטום יחיד כבר אינם בגדר רעיון של מדע בדיוני. חומר דו-מימדי חדש יוכל להביא למהפכה בתחום האלקטרוניקה, כך לפי החוקרים.
פרופסור Axel Enders מאוניברסיטת בָּיְירוֹיְת (Bayreuth) שבגרמניה, יחד עם עמיתיו למחקר מפולין ומארה"ב, פיתחו חומר דו-ממדי שיוכל לחולל מהפכה בתחום האלקטרוניקה. תודות לתכונותיו המוליכות למחצה, חומר זה יוכל להיות יעיל יותר בתחומי הטכנולוגיה העילית מאשר החומר גרפן, עליו ניתן פרס הנובל לכימיה.

החומר החדש כולל בתוכו פחמן, בור וחנקן ושמו הכימי הוא: "בור-פחמן-חנקן הקסאגונלי" (h-BCN). המחקר התפרסם זה מכבר בכתב העת המדעי ACS Nano. "הממצאים שלנו יכולים להיות נקודת הראשית של דור חדש של טרנזיסטורים, מעגלים וגלאים אלקטרוניים שיהיו הרבה יותר זעירים מרכיבי אלקטרוניקה הקיימים כיום ובנוסף, ניתנים לכיפוף. יתרה מכך, רכיבי אלקטרוניקה שיהיו מבוססים על החומר החדש יוכלו להפחית משמעותית את צריכת החשמל שלהם", אמר החוקר הראשי. ועדיין, לטכנולוגיה יש מגבלות הקשורות למזעור נוסף. "החומר החדש שלנו הרבה יותר מתאים מגרפן בכל מה שקשור לדחיקת הגבולות קדימה", טוען החוקר הראשי.
החומר גרפן הינו סריג דו-ממדי המורכב כולו מאטומי פחמן. כלומר – עוביו הוא כשל אטום יחיד. ככל שהחוקרים התקדמו בחקר החומר הזה ובמבנהו יותר ויותר, הם גילו את התכונות האלקטרוניות יוצאות הדופן שלו שהתקבלו בהתלהבות ברחבי העולם המדעי כולו. גרפן חזק יותר מפלדה פי 300-100 פעמים, ובו בזמן הוא גם מוליך מעולה של חשמל וחום. יחד עם זאת, האלקטרונים יכולים לנוע ללא מגבלה בכל מתח חשמלי וכך אין מצב של כבוי/דלוק. "בשל סיבה זו, החומר גרפן אינו מתאים במיוחד לרוב ההתקנים האלקטרוניים. במצב כזה יש צורך במוליכים למחצה, מאחר ורק אלו יכולים להבטיח יכולות של מיתוג (מצב דלוק/כבוי)", מסביר החוקר הראשי. החוקרים הצליחו להחליף את אטומי הפחמן הפרטניים שבגרפן באטומי בור וחנקן, תוך כדי קבלת רשת דו-ממדית דמוית-משושים בעלת תכונות של מוליך למחצה, כלומר – גרסת גרפן המסוגלת לבצע פעולות של מיתוג חשמלי.

תקציר המאמר

הידיעה על המאמר