Αν ακολουθήσετε πολλούς κύκλους τεχνολογίας, ίσως έχετε δει το graphene (ένα πολύ λεπτό στρώμα άνθρακα διατεταγμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να έχει ηλεκτρικές ιδιότητες που περικλείουν τα θαυματουργά ), έρχεται στα νέα αρκετά, παίρνοντας παραβολές για το μαζικά του υγρή ηλεκτρική αγωγιμότητα και πιθανές εφαρμογές σε διάφορες τεχνολογίες. Αυτό που δεν έχετε ακούσει είναι το άσχημο κομμάτι του graphene: Είναι αδύνατο να κατασκευαστούν τρανζίστορ ημιαγωγών από το υλικό όπως έχει τώρα, αφού δεν έχει κανένα ηλεκτρικό χάσμα για να μιλήσει. Αν αυτό ακούγεται σύγχυση, αυτό είναι εντάξει. Αυτό είναι το άρθρο αυτό!

Band Gap; Τι είναι αυτό?

Ένα χάσμα ζώνης είναι ένας μικρός χώρος μεταξύ μιας ζώνης αγωγιμότητας και μιας ζώνης σθένους που μας λέει σε ποιο επίπεδο θα ρεύσει στην πραγματικότητα μεταξύ των δύο. Είναι σαν ένα μικρό gatekeeper που κρατάει ένα ηλεκτρικό φορτίο σε ένα χώρο μέχρι να «απενεργοποιηθεί». Σχεδόν όλες οι μάρκες σε υπολογιστές είναι κατασκευασμένες από υλικό ημιαγωγών, πράγμα που σημαίνει ότι έχει ένα μέτριο χάσμα ζώνης που δεν κάνει ούτε ηλεκτρική ενέργεια τόσο εύκολα ούτε απορρίψτε κάθε ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό έχει να κάνει με τη βασική μοριακή δομή, οπότε υπάρχει αρκετή χημεία που εμπλέκεται στην κατασκευή ενός τσιπ.

Πολύ μεγάλα κενά ζώνης υπάρχουν σε υλικά όπως το καουτσούκ που θα αντισταθεί σε ηλεκτρικά ρεύματα τόσο πολύ που θα προτιμούσε πολύ να πάρει φωτιά από το να διατηρήσει το φορτίο. Γι 'αυτό χρησιμοποιείτε καουτσούκ για να μονώσετε τα καλώδια μέσα στα καλώδια. Τα υλικά με ένα αμελητέο χάσμα ζώνης είναι γνωστά ως αγωγοί, ενώ εκείνα με σχεδόν κανένα χάσμα ζώνης απολύτως γνωστά ως υπεραγωγοί .

Σήμερα οι περισσότερες μάρκες είναι κατασκευασμένες από πυρίτιο, το οποίο χρησιμεύει ως πολύ ανθεκτικό και αξιόπιστο ημιαγωγό. Θυμηθείτε, χρειαζόμαστε ημιαγωγούς που μπορούν γρήγορα να ενεργοποιηθούν και να απενεργοποιηθούν κατά βούληση, όχι υπεραγωγούς, οι οποίοι θα χάσουν τη χρέωση που τους δόθηκε τη στιγμή που η μπάντα δεν την προμηθεύει πλέον.

Γιατί το Graphene δεν είναι καλό για την κατασκευή μαρκών;

Όπως ανέφερα προηγουμένως, το graphene είναι ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός αγωγός ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά τίποτα περισσότερο από αυτό. Μπορεί να ωθήσει ένα τέλος με μια απίστευτη ταχύτητα, αλλά δεν μπορεί να το διατηρήσει. Σε ένα δυαδικό σύστημα ίσως χρειαστεί να διατηρήσετε δεδομένα έτσι ώστε τα τρέχοντα προγράμματα να μην κλείνουν μόνο τη στιγμή που ανοίγουν. Είναι σημαντικό σε ένα τσιπ RAM, για παράδειγμα, να διασφαλιστεί ότι τα δεδομένα μέσα σε αυτό μπορούν να παραμείνουν τοποθετημένα και να παραμείνουν αναγνώσιμα για το προβλέψιμο μέλλον. Όταν ένα τρανζίστορ βρίσκεται σε κατάσταση "on", καταγράφει ένα "1." Σε κατάσταση "off", καταγράφει ένα "0." Ο υπεραγωγός δεν θα μπορούσε να "απενεργοποιηθεί" επειδή η διαφορά μεταξύ "on" και Η τάση "off" είναι τόσο μικρή (λόγω του μικρού διακένου ζώνης που ανέφερα προηγουμένως).

Αυτό δεν σημαίνει ότι το graphene δεν θα είχε θέση σε σύγχρονο υπολογιστή. Σίγουρα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την γρήγορη παροχή πληροφοριών από το ένα σημείο στο άλλο. Επίσης, αν συμπληρωθεί από άλλη τεχνολογία, θα μπορούσαμε να δούμε το graphene που χρησιμοποιείται σε τρανζίστορ κάποια στιγμή στο μέλλον. Είτε πρόκειται για μια αποδοτική επένδυση κεφαλαίου, εξαρτάται από τη βιομηχανία να αποφασίσει.

Υπάρχει ένα άλλο υλικό!

Ένα από τα προβλήματα με το πυρίτιο είναι η ακαμψία του όταν εργάζεται σε εξαιρετικά λεπτές επιφάνειες. Ένα κομμάτι πυριτίου θα μπορούσε να ξυρίζεται μόνο τόσο λεπτό ώστε να είναι λειτουργικό. Αυτός είναι ο λόγος που διερευνούμε τη χρήση του graphene στην πρώτη θέση (είναι ένα μόνο άτομο παχύ). Δεδομένου ότι το graphene μπορεί να μην αποδειχθεί ελπιδοφόρο χωρίς να επενδύσει φορτία φορτηγών στην ανάπτυξη του, οι επιστήμονες άρχισαν να δοκιμάζουν άλλα υλικά, ένα από τα οποία είναι το τρισουλφίδιο του τιτανίου (TiS3) . Το υλικό όχι μόνο έχει την ικανότητα να λειτουργεί ακόμα και στο πάχος ενός μορίου, αλλά έχει επίσης ένα χάσμα ζώνης πολύ παρόμοιο με εκείνο του πυριτίου.

Οι συνέπειες αυτού του γεγονότος είναι πολύ σημαντικές για προϊόντα μικροτεχνίας που συσκευάζουν ένα τεράστιο υλικό σε ένα πολύ περιορισμένο χώρο. Τα λεπτότερα υλικά θα απομακρύνουν την θερμότητα πιο αποτελεσματικά, καθιστώντάς τα ευνοϊκά για τους υπολογιστές με μεγάλη κατανάλωση ενέργειας.

Τώρα είναι η δική σας σειρά να μοιραστείτε την είσοδό σας στην αναζήτηση για την αντικατάσταση του πυριτίου. Αφήστε ένα σχόλιο παρακάτω με τις σκέψεις σας!