Naukowcy z Queen’s University w Belfaście pracują nad rozwiązaniami, które mają szansę zrewolucjonizować rynek urządzeń mobilnych. Nowe tworzywa będą giętkie i wytrzymałe. Te dzisiejsze powstają m.in. ze szkła i krzemu.

Dzięki nowym materiałom smartfony będą mogły wyglądać właśnie tak (fot. iDroidUSA)

Dr Elton Santos z katedry Matematyki i Fizyki na Uniwersytecie Queen’s w Belfaście, we współpracy z zespołem wybitnych uczonych z Uniwersytetów: Stanforda, Kalifornijskiego oraz Instytutu Materiałoznawstwa w Japonii, pracuje nad zupełnie nowymi materiałami półprzewodnikowymi. Badacze odkryli, że łącząc cząstki “buckminsterfulerenowych” półprzewodników (fulereny C60) z materiałami warstwowymi, takimi jak grafen czy sześciokątny azotek boru (hBN), uzyskuje się elementy o doskonałych właściwościach optoelektrycznych, a to w dalszej perspektywie może zrewolucjonizować budowę i w ogóle koncepcję urządzeń inteligentnych. Głównie dlatego, że dzisiejsze fizyczne ograniczenia krzemu i innych materiałów, z których wykonane są urządzenia elektroniczne, przestaną mieć znaczenie.

Opracowana przez uczonych kombinacja fulerenów, grafenu i azotku boru (w jego sześciokątnej wersji) okazała się niezwykle obiecująca. hBN (azotek boru) zapewnia stabilność elektryczną i izolację z grafenem, natomiast fulereny C60 mogą przekształcać światło słoneczne w energię elektryczną. Połączenie właściwości fizycznych tych materiałów daje kombinację, nieistniejącą w dotychczas wykorzystywanych urządzeniach. Rozwiązanie to, zwane cząstkami van der Waalsa, pozwala na manipulowanie związkami w sposób, umożliwiający konstruowanie dowolnych struktur półprzewodnikowych o niespotykanych dotąd właściwościach.

Fulereny C60 to składnik odpowiedzialny za przekształcanie energii słonecznej w elektryczną (fot. MerriamWebster)

Według dr Eltona Santosa, odkryty składnik materiałowy charakteryzuje się – z punktu widzenia technologii półprzewodnikowych – z jednej strony właściwościami podobnymi do krzemu, a z drugiej pozwala konstruować urządzenia daleko bardziej elastyczne, a tym samym odporne na złamania czy stłuczenia.

Na urządzenia skonstruowane z fulerenów, grafenu i hBN będziemy musieli jednak jeszcze trochę poczekać. Wciąż nierozwiązaną kwestią jest brak tzw. przerwy energetycznej (ang. band gap), a to jest potrzebne, by móc wykonywać operacje przełączania konieczne w urządzeniach elektronicznych.

Dr Elton Santos stwierdza, że na razie wypracowany został pewien obiecujący szablon materiałowy. W przyszłości, gdy uda się pokonać problemy z przerwą energetyczną, na horyzoncie mamy prawdziwy tranzystor pozbawiony krzemu – a w dalszej perspektywie sprzęty zupełnie różne od tych, które znamy dziś.

 

Źródło: chip

Polecane: