شبه موصل بسمك ذرة واحدة

وتمكن الباحثون من استبدال ذرات الكربون الفردية في الجرافين بذرات البورون والنيتروجين، مع الحصول على شبكة سداسية ثنائية الأبعاد تتمتع بخصائص شبه الموصل، أي - نسخة من الجرافين قادرة على إجراء عمليات التبديل الكهربائية.

[ترجمة د.نحماني موشيه]
لم تعد أشباه الموصلات التي يبلغ سمكها ذرة واحدة مادة من الخيال العلمي. يمكن لمادة جديدة ثنائية الأبعاد أن تحدث ثورة في مجال الإلكترونيات، وفقا للباحثين.

قام البروفيسور أكسل إندرز من جامعة بايرويت (بايرويت) في ألمانيا، بالتعاون مع زملائه الباحثين من بولندا والولايات المتحدة الأمريكية، بتطوير مادة ثنائية الأبعاد يمكن أن تحدث ثورة في مجال الإلكترونيات. وبفضل خصائصها شبه الموصلة، يمكن لهذه المادة أن تكون أكثر فعالية في مجالات التكنولوجيا المتقدمة من مادة الجرافين، التي مُنحت عنها جائزة نوبل في الكيمياء. وتشمل المادة الجديدة الكربون والبورون والنيتروجين واسمها الكيميائي هو: "سداسي البورون كربون نيتروجين" (h-BCN). تم نشر البحث منذ فترة طويلة في المجلة العلمية ACS Nano.

"يمكن أن تكون النتائج التي توصلنا إليها هي النقطة الرئيسية لجيل جديد من الترانزستورات والدوائر وأجهزة الكشف الإلكترونية التي ستكون أصغر بكثير من المكونات الإلكترونية الموجودة اليوم، وبالإضافة إلى ذلك، يمكن ثنيها. علاوة على ذلك، فإن المكونات الإلكترونية التي ستعتمد على المادة الجديدة ستكون قادرة على تقليل استهلاكها للكهرباء بشكل كبير". ومع ذلك، فإن هذه التكنولوجيا لها قيود مرتبطة بمزيد من التصغير. يقول الباحث الرئيسي: "إن مادتنا الجديدة أكثر ملاءمة من الجرافين عندما يتعلق الأمر بدفع الحدود إلى الأمام".

مادة الجرافين عبارة عن شبكة ثنائية الأبعاد تتكون بالكامل من ذرات الكربون. وهذا يعني أن سمكها هو فشل ذرة واحدة. ومع تقدم الباحثين في دراسة هذه المادة وبنيتها أكثر فأكثر، اكتشفوا خصائصها الإلكترونية الاستثنائية التي استقبلت بحماس في جميع أنحاء العالم العلمي. الجرافين أقوى بـ 300-100 مرة من الفولاذ، وفي الوقت نفسه فهو أيضًا موصل ممتاز للكهرباء والحرارة. وفي الوقت نفسه، يمكن للإلكترونات أن تتحرك بلا حدود عند أي جهد كهربائي، وبالتالي لا توجد حالة إيقاف/تشغيل. "ولهذا السبب، فإن مادة الجرافين ليست مناسبة بشكل خاص لمعظم الأجهزة الإلكترونية. في مثل هذه الحالة، تكون هناك حاجة إلى أشباه الموصلات، لأنها وحدها القادرة على ضمان قدرات التبديل (حالة التشغيل/الإيقاف)،" يوضح كبير الباحثين.

ونجح الباحثون في استبدال ذرات الكربون الفردية في الجرافين بذرات البورون والنيتروجين، مع الحصول على شبكة سداسية ثنائية الأبعاد تتمتع بخصائص شبه الموصل، أي - نسخة من الجرافين قادرة على إجراء عمليات التبديل الكهربائية.
ملخص المقال
الخبر عن المقال

ويتكون التفاعل الكيميائي من جرافين ثنائي الأبعاد يتضمن ذرات البورون والنيتروجين، بالإضافة إلى ذرات الكربون الأصلية.