IT История

Графен, являющийся одной из форм углерода, состоит из слоя толщиной в один атом, и при использовании его как основы для транзисторов, он будет работать на частотах в сотни раз более высоких, чем кремний. Одновременно с этим, размер графеновых транзисторов, также будет гораздо меньше кремниевых, что повлечёт за собой увеличение количества транзисторов в конечном продукте – микропроцессорах и как следствие увеличение их вычислительной мощности.

На сегодняшний день, компьютерные процессоры, построенные на кремниевых транзисторах, могут выполнять только определенное количество операций в секунду, причём этот процесс сопровождается выделением большого количества тепла. В графене же, электроны перемещаются практически без сопротивления, выделяя при этом очень мало тепла. Помимо этого, графен - хороший тепловой проводник, что позволяет быстро рассеивать высокую температуру. Из-за этих и других факторов электроника на основе графена, может работать на гораздо более высоких частотах. Кремний достигает предела своих возможностей , - говорит профессор де Хир. “Сейчас чипы на основе кремния застряли в гигагерцовом диапазоне. У чипов же на основе графена открывается диапазон, измеряемый в терагерцах. И если мы сможем выйти на эти частоты, это будет революция в электронике .

Графен может быть полезен не только при производстве транзисторов в компьютерных микрочипах. Электроника на основе графена будет полезна в устройствах коммуникации и отображения информации, т.е. там, где требуется быстрая и сверхкомпактная начинка. Также, графен найдёт своё применение в устройствах, генерирующих волны терагерцевого диапазона, которые могут быть использованы для обнаружения скрытых взрывчатых и токсичных веществ.

И скорость графена, и его запредельные частоты, не являются единственным преимуществом. Так кремний, не может быть разделён на части менее, чем 10 нанометров - при таких размерах у него значительно ухудшаются электропроводные свойства. Транзистор на основе графена, может иметь размер около 1 нанометра и его характеристики при этом нисколько не ухудшатся. Соответственно, многократно увеличивается компактность новых устройств.

Интерес к графену возник давно, в самом начале исследований в области углеродных нанотрубок, которые также пророчат в качестве потенциальных преемников кремния. Углеродные нанотрубки - это, по сути, листы графена, свернутые в цилиндры, они также обладают прекрасными электротехническими свойствами. Но у нанотрубок есть ряд недостатков, которые препятствуют их применению в производстве электронике. Основные из них - трудности при производстве нанотрубок с заранее задаными параметрами и большие энергопотери в местах соединения с другими проводниками. С графеном же, этих проблем нет и работать с ним намного легче.

Ко всему прочему, технология, которою профессор де Хир представил в декабре прошлого года, не требует глобальной реконструкции производственных мощностей, вполне подойдут те технологические процессы, которые используются для изготовления кремниевых чипов сегодня. Именно поэтому, графен крайне интересен для современной промышленности.

Графен плотно проникает в промышленность полупроводников. Hewlett-Packard, IBM и Intel так или иначе применят графен в ближайших выпусках своей новой продукции, а Intel финансирует деятельность профессора де Хир с 2003 года.