مواد گرافنی جایگزین سیلیکون در صنعت نیمه هادی

محققان نروژی نخستین محققانی در دنیا هستند که در حال توسعه روشی برای تولید نیمه هادی‌ها از گرافن هستند. این یافته می‌تواند انقلابی در صنعت نیمه هادی ایجاد کند. بنا به ادعای این محققان، در صورت ساخت نیمه هادی‌ها از جنس گرافن به‌جای سیلیکون، ابزارهایی ارزان‌تر و پربازده‌تر از نیمه هادی‌های فعلی خواهیم داشت.

گرافن متشکل از یک تک لایه از اتم های کربن
بوده و یکی از نازک‌ترین و در عین حال مستحکم‌ترین مواد شناخته شده است که
منعطف و شفاف نیز است. این ماده قابلیت هدایت الکتریسیته و گرما را با
بازدهی بالا داشته و فرایند تولید آن ارزان است.
 
جایگزینی گرافن به جای سیلیکون در صنعت نیمه هادی
 
در این روش نانوسیم‌های نیمه‌هادی بر روی
گرافن رشد داده می‌شوند. در این راستا سطح گرافن با اتم های گالیوم و ملکول‌های
ارسنیک بمباران شده و شبکه از نانوسیم‌های ریز را ایجاد می‌کند. نتیجه این
فرایند تولید یک ماده ترکیبی با ضخامت یک میکرومتر است که به‌عنوان نیمه‌هادی
عمل می‌کند. این محصول در مقایسه با نیمه‌هادی‌های سیلیکونی که امروزه مورد
استفاده قرار می‌گیرند، چند صد برابر نازک‌تر بوده و توانایی آن در هدایت
الکتریسیته به‌عنوان یک نیمه‌هادی، تحت تاثیر دما، نور و افزودن اتم های
دیگر به ساختار است.

بنا به ادعای محققان از دانشگاه NTNU نروژ، در صورت ساخت نیمه‌هادی‌ها از
جنس گرافن به‌جای سیلیکون، ابزارهایی ارزان‌تر و پربازده‌تر از نیمه‌هادی‌های
فعلی خواهیم داشت.

مواد نیمه‌هادی مبتنی بر پایه منعطف و شفاف افق روشنی را در صنعت نیمه‌هادی
نوید می‌دهد که قادر به ایجاد تحولی شگرف در پیل‌های خورشیدی و صفحات LED
است. پنجره‌های معمولی که در خانه‌ها وجود دارند و نیز صفحه نمایش تلویزیون،
می‌توانند به‌عنوان پنل‌های خورشیدی شفاف عمل کنند. صفحات تلفن همراه می‌توانند
دور مچ دست پیچیده شوند و با انرژی خورشید شارژ شوند. در یک کلام چنین
ابزاری دارای پتانسیلی وصف ناپذیر است.

محققان این طرح در حال عرضه این فناوری به شرکت‌هایی چون سامسونگ و IBM
هستند و به گفته دکتر Weman با توجه به رویکرد صنعت به گرافن به‌عنوان نیمه‌هادی،
یافتن شریک و همکار برای ادامه مسیر، کار مشکلی نیست. محققان امید به عرضه
این مواد هیبریدی جدید در بازار تجاری طی ۵ سال آتی دارند.

جزئیات این تحقیق با عنوان Vertically Aligned GaAs Nanowires on Graphite
and Few-Layer Graphene: Generic Model and Epitaxial Growth در مجله
American journal Nano Letters به چاپ رسیده است.