استفاده از گرافن به‌عنوان رابط الکتریکی

خواص بی‌نظیر گرافن آن را به ماده‌ی جذابی برای گستره‌ی وسیعی از افزاره‌های الکتریکی بالقوه تبدیل کرده‌است. اکنون محققان موسسه فناوری جرجیا به صورت آزمایشگاهی توان بالقوه‌ی گرافن برای کاربرد دیگری را شرح داده‌اند: جایگزین مس شدن برای ارتباطات داخلی در تولیدات آینده‌ی مدارات مجتمع.

خواص بی‌نظیر گرافن آن را به ماده‌ی جذابی برای گستره‌ی وسیعی از افزاره‌های الکتریکی بالقوه تبدیل کرده‌است. اکنون محققان موسسه فناوری جرجیا به صورت آزمایشگاهی توان بالقوه‌ی گرافن برای کاربرد دیگری را شرح داده‌اند: جایگزین مس شدن برای ارتباطات داخلی در تولیدات آینده‌ی مدارات مجتمع.

 

 

 

 

 

 

 

یک نمونه ماده‌ی گرافنی که در این تحقیق استفاده شده است

 

 

 

 

این محققان مقاومت الکتریکی رابط‌های نانونوارهای گرافنی به باریکی ۱۸ نانومتر را بررسی کرده‌اند. نتایج آنها نشان می‌دهد که گرافن می‌تواند برای استفاده بعنوان رابط‌های داخلی روی تراشه از مس عملکرد بهتری داشته باشد.

رابط‌های داخلی، سیم‌های ریزی هستند که برای ارتباط دادن ترانزیستورها و دیگر افزاره‌ها در مدارات مجتمع استفاده می‌شوند. استفاده از گرافن برای این رابط‌های داخلی می‌تواند منجر به بهبود عملکرد در فناوری مدارات مجتمع مبتنی بر سیلیکون شود.

راگوناث مورالی، یکی از این محققان گفت: شما هر چه رابط‌های مسی را باریک‌تر بسازید، مقاومت الکتریکی آنها افزایش می‌یابد و خواص نانومقیاس این مواد آشکارتر می‌شود. بررسی آزمایشگاهی ما در زمینه رابط‌های نانوسیم گرافنی در مقیاس ۲۰ نانومتر نشان می‌دهد که عملکرد این رابط‌ها حتی با بهینه‌ترین رابط‌های مسی در این مقیاس، قابل مقایسه است. تحت شرایط واقعی رابط‌های گرافنی ما ممکن است در این مقیاس عملکردی بهتر از مس داشته باشند.

رابط‌های گرافنی علاوه بر بهبود مقاومت الکتریکی، تحرک الکترونی بالاتر، هدایت گرمایی بهتر و استحکام مکانیکی بالاتری دارند و ظرفیت الکتریکی جفت‌شدگی بین سیم‌های مجاور را کاهش می‌دهند.

بهترین نانونوارهای گرافنی رسانایی الکتریکی برابر با آنچه برای رابط‌های مسی با همان اندازه پیش‌بینی می‌شود، دارند. به دلیل اینکه این مقایسه‌ها بین گرافن بهینه نشده و تخمین‌های بهینه برای مس، بودند؛ این محققان می‌گویند که عملکرد این ماده‌ی جدید بسیار بهتر از عملکرد رابط‌های مسی خواهد بود.

این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Electron Devise Letters منتشر کرده‌اند.