تلاش برای تولید صفحات سیلیکونی با ضخامت اتمی

از زمان کشف گرافن درسال ۲۰۰۴، حجم وسیعی از تحقیقات برای استفاده از
پتانسیل کاربردی این مواد در الکترونیک آغاز شده است. هم‌اکنون محققان
زیادی در حال تلاش برای تولید صفحات تک‌اتمی ازسیلیکون به نام سیلیسن هستند.

تجهیزات الکترونیک مبتنی بر سیلیکون در حال کوچکتر شدن هستند. اما با نزدیک
شدن به‌حدود مقیاس اتمی بد عمل می‌کنند و کارایی لازم را ندارند. لذا
تولیدکنندگان به فکر روش‌های جدید برای تولید تجهیزات الکترونیکی سریعتر در
آینده هستند. به‌همین دلیل گرافن و سیلیسن اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند.
تجهیزات الکترونیکی سیلیکونی عملکرد روشن- خاموش مورد نیاز ترانزیستورها را
به‌طور قابل قبولی انجام می‌دهند. ولی گرافن هنوز فاصله زیادی تا رسیدن به
این قابلیت دارد و همین امر مانع به‌کار بردن آن به‌عنوان ترانزیستور شده و
از آنجا که اکثر سازندگان تجهیزات الکترونیک دارای زیرساخت‌های سیلیکونی
هستند، سیلیسن جذابیت بیشتری برای آنها دارد.

اخیراً گروهی از محققان دانشگاه Aix-Marseille فرانسه با انتشار مقاله‌ای
در مجله Physical Review Letters ادعا کرده‌اند که اولین کسانی هستند که
موفق به تولید صفحات سیلیسن شده‌اند. مزیت ترانزیستورهای سیلیسنی به
همتاهای گرافنی آنها، از ساختار بی‌نظیر سیلیسن ناشی می‌شود. در سیلیسن اتم‌های
معدودی در بالا و پایین سطح دوبعدی اصلی قرار گرفته‌ و الکترون‌های این دو
ناحیه دارای اختلاف انرژی اندکی هستند. لذا اعمال پتانسیل الکتریکی سبب
انتقال الکترون‌ها به سطح بالاتر شده و امکان انتقال بین دو حالت خاموش-
روشن را برای سیلیسن فراهم می‌کند.

محققان دیگری در چین و ژاپن نیز نتایج مشابهی را گزارش کردند. قبل از این،
محققان دانشگاه فلوریدای مرکزی در اورلاندو با چاپ مقاله‌‌ای در مجله
Applied Physics Letters در سال ۲۰۱۰ سنتز سیلیسن را اعلام کردند. آنها
تنها از تصاویر STM برای اثبات ادعای خود استفاده کردند.

به‌هر حال دانشمندان بر این مسئله اتفاق نظر دارند که برای رسیدن به مزایای
خواص سیلیسن باید بتوان آن را روی یک ماده عایق رشد داد. با دستیابی به
چنین فناوری، توسعه ترانزیستورهای سیلیسنی و تجهیزات دیگر بسیار آسان‌تر
خواهدشد.