Grafen może zdziałać cuda - PC i smartfony nawet 1000 razy szybsze
Grafen jest jednym z materiałów mogących zastąpić krzem w produkcji procesorów. Naukowcy odkryli sposób, w jaki można wykorzystać jednoatomowej grubości strukturę węgla do stworzenia elementów elektronicznych.
- Dzięki odkryciom naukowców z Uniwersytetu Sussex nauka jest coraz bliżej praktycznego zastosowania procesorów grafenowych.
Naukowcy z Uniwersytetu Sussex (Wielka Brytania) pracują nad nowym sposobem wykorzystania grafenu (alotropowej odmiany węgla) do produkcji procesorów. Obecnie układy scalone wytwarza się, wytrawiając strukturę w waflu krzemowym o odpowiedniej grubości. Ale jak to zrobić w materiale o grubości jednego atomu (praktycznie dwuwymiarowym)? Otóż znaleziono na to sposób. Zamiast żłobić elementy elektroniczne, uczeni z Uniwersytetu Sussex zamierzają je konstruować poprzez odpowiednie zaginanie warstw grafenu.
Fałdy mechanicznie modyfikują właściwości elektryczne materiału i tworzą swego rodzaju grafenowe origami, którego fragmenty mogą funkcjonować jako tranzystory lub bramki logiczne. Odpowiednio złożone mogą być 100-krotnie mniejsze od obecnych chipów i pozwolą zawrzeć w sobie znacznie więcej elementów. Grafen ma także znacznie lepszą przewodność cieplną – 480 W/mK, w porównaniu do krzemu – 148 W/mK.
Nowa technologia pozwoliłaby na produkcję procesorów do PC, laptopów i smartfonów nawet do tysiąca razy wydajniejszych, mniejszych oraz niewymagających sporego chłodzenia. Z drugiej strony to także możliwość konstruowania mikroskopijnych, bardzo energooszczędnych układów np. do automatyki domowej lub mikrosatelitów. Produkcja grafenowych chipów może być znacznie bardziej ekologiczna, gdyż nie wymaga stosowania dodatkowych materiałów, a cały proces ma zachodzić w bardziej przystępnych warunkach (np. temperatura pokojowa). Mimo wszystko na praktyczne wykorzystanie tego materiału musimy jeszcze trochę poczekać. Na razie jesteśmy zdani na krzem, który posiada jeszcze pewien zapas możliwości.
Kwantowa droga
Oprócz grafenu, drogą do zwiększenia wydajności układów scalonych są komputery kwantowe. Choć wczesne prototypy już istnieją (np. Google Sycamore) i dowodzą swoich możliwości, obarczone są licznymi wadami. Począwszy od dekoherencji kwantowej po konieczność stosowania nadprzewodników i schładzania jednostek obliczeniowych do bardzo niskiej temperatury. Oczywiście wiąże się to z wysokimi kosztami. Przy tym powszechne wykorzystanie procesorów grafenowych wydaje się mimo wszystko bliższe realizacji.
- Oficjalna strona Uniwersytetu Sussex
- Internet kwantowy to nie tylko teoria. Przełom w badaniach nad teleportacją
- 10 wynalazków, które zmieniły świat
