Полупроводники — это материалы, которые используются в электронике для создания микросхем. Сейчас большинство из них сделаны из кремния, но этот материал имеет свои ограничения по скорости и энергоэффективности.
Ученые из США нашли альтернативу кремнию — графен. Это двумерный материал, состоящий из одного слоя атомов углерода, связанных в шестиугольную решетку. Графен обладает уникальными свойствами: он очень прочный, гибкий, легкий и проводит электричество лучше, чем кремний.
Однако графен не имеет так называемой «запрещенной зоны» — минимального количества энергии, необходимого, чтобы электроны начали двигаться по материалу под действием электрического поля. Это свойство ключевое для того, чтобы транзисторы могли включаться и выключаться, что является основой вычислений.
Ученые смогли преодолеть эту проблему, вырастив графен на подложке из карбида кремния. Затем в него вводили атомы, которые отдавали электроны графену, создавая «запрещенную зону». Такой полупроводник может работать в терагерцовом диапазоне, что в десять раз быстрее кремниевых транзисторов. Это означает, что его можно использовать для создания более быстрых и энергоэффективных компьютеров и электронных устройств.
