Новый 2D-материал может превзойти графен и стать новым кремнием

Новый 2D-материал может превзойти графен и стать новым кремнием

Чисто теоретические математические расчеты вдохновили исследователей на эксперимент, который может иметь серьезные практические последствия: кристаллический материал под названием титан трисульфид может во многих областях составить конкуренцию графену, при этом он не имеет его слабостей. Исследования показывают, что ширина запрещенной зоны титана трисульфида примерно равна кремнию, что делает его потенциально лучшим кандидатом на роль полупроводника следующего поколения.

Новый 2D-материал может превзойти графен и стать новым кремнием

Работа только в начальной стадии, но уже очень многообещающая. Она началась с компьютерного моделирования конкретного кристаллического соединения титана и серы – что если они могут быть объединиться в 2D-конфигурации, задумались ученые. Этот материал будет толщиной в одну молекулу, как и графен, но не будет химически чистым. Химик из Университета Небраски-Линкольна Сяо Чэн Цзэн обнаружил, что в компьютерной модели кристаллы будут невероятно проводящими, но при этом их можно легко трансформировать в проводящее состояние и наоборот. Теоретически, такой материал может стать основой для компьютерного процессора следующего поколения.

Новый 2D-материал может превзойти графен и стать новым кремнием

Это теоретическое исследование было дополнено другим, практическим, в котором пытались создать 2D-конфигурацию материала. Александр Синицкий из Университета Небраски-Линкольна создал блок титана трисульфида в макро-масштабе и просто нанес на него изоляционную ленту. Очень ранние образцы графена были получены схожим методом – липкая лента многократно приклеивалась и отклеивалась к порошкообразному образцу чистого углерода. Аналогично исследователям удалось получить полоски титана трисульфида.
Синицкий превратил эти полосы в транзисторы и протестировал их поведение, что подтвердило наличие ожидаемых свойств и способностей.  Сейчас отсутствие нужной ширины запрещенной зоны в графене означает, что компьютеры из графена ограниченны аналоговыми вычислениями. Полупроводниковые возможности трисульфида титана позволят увеличить скорость обработки, не изобретая новый вид логической архитектуры.
Способность заменять кремний может быть применена не только в процессорах. Его запрещенная зона делает кремний абсорбирующим материалом, позволяя ему поглощать входящие источники энергии, такие как фотоны. Поэтому большинство солнечных панелей сделаны из кремния. Успех материала в роли простых транзисторов может повлечь прогресс и в солнечных элементах.
Что наиболее впечатляет – это то, как ученым удалось за несколько месяцев превратить материал из компьютерной модели в работающие транзисторы. Вполне возможно, что продвинутые процессы производства графена подойдут и трисульфиду титана. Мы можем стоять на грани нового прорыва, но все сведется к тому, сможет ли новый материал превышать текущие свойства графена и станет ли он доступным для потребительских целей.

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top