هذا ما قالته البروفيسورة إلسا ريشمانيس من معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا رداً على سؤال العلوم
حصل وادي السيليكون على اسمه من المادة الأساسية التي تشكل قلب صناعة الإلكترونيات الدقيقة. لعقود من الزمن، كانت بلورات زورن النقية هي الأساس للرقائق التي تمثل قلب وعقل كل كمبيوتر، ومع ذلك، مع استمرار الرقائق في التصغير والأسرع، وتضاعف عدد الترانزستورات كل عامين وفقًا لقانون مور، يقترب السيليكون من حدودها العملية.
ردًا على سؤال من مندوب Chiportal إلى مؤتمر AAAS الذي عقد هذا الأسبوع، قالت البروفيسور Elsa Reichmanis، من معهد جورجيا للتكنولوجيا، إنه في رأيها لن يكون هناك بديل واحد للسيليكون. "قد نوقف السباق، كما في الماضي أوقفنا السباق على سرعة الساعة، وانتقلنا إلى أساليب أخرى (متعددة النواة. AB)، من الممكن أن يكمن المستقبل في تركيبة السيليكون، التي لدينا فيها ومع ذلك اكتسب الكثير من المعرفة بمواد أخرى وحلول تكنولوجيا النانو الأخرى. "على أية حال، فإن الاحتمال الكبير هو أن المواد الجديدة مثل الجرافين سيتم استخدامها لتطبيقات جديدة، والتي لا يمكن تحقيقها اليوم باستخدام السيليكون، وسوف تستمر الحلول التقليدية في الاعتماد على السيليكون لبعض الوقت". يقوم العلماء بالتحقيق في أنواع جديدة من الأسطح الشبيهة بالجرافين ثنائية الأبعاد والتي تعد أيضًا من أشباه الموصلات، مما يجعلها مناسبة بشكل طبيعي للإلكترونيات المتقدمة.
في مؤتمر صحفي عقد ضمن المؤتمر السنوي لـ AAAS - المنظمة الأمريكية لتقدم العلوم (الناشر) للمجلة الرائدة Science، أوضح البروفيسور جوشوا غولدبرغ من جامعة أوهايو أن مفتاح مستقبل الإلكترونيات قد يكون تكمن في مادة ماضيها. يبحث غولدبرغ في خصائص الجرمانيوم، المادة التي صنعت منها الترانزستورات في الأربعينيات - وكيف يمكن صنعها بديلاً عن السيليكون.
وصف غولدبرغ شكلاً من أشكال الجرمانيوم يعرف باسم الجرمانان. وفي عام 2013، نجح غولدبرغ لأول مرة في إنشاء صفيحة بسمك ذرة واحدة من الجرمانيوم، والتي يمكن اعتبارها شكلاً ثنائي الأبعاد. ومنذ ذلك الحين، قام هو وأعضاء فريقه بدراسة قدرة الذرات على تكوين روابط مع المواد الموجودة أعلى وأسفل الورقة، وإنشاء نسخ هجينة من المادة التي تجمع بين ذرات أخرى. الهدف هو إنشاء مادة لن تتيح للإلكترونيات سرعة أكبر بعشر مرات من السيليكون فحسب، بل ستمتص الضوء وتنشره أيضًا، وهي ميزة أساسية لتطوير مصابيح LED وأشعة ليزر أكثر كفاءة.
وصف ستيوارت باركين من مختبر أبحاث IBM في سان خوسيه (المدينة المضيفة) بحثه في تطوير جهازين مختلفين للحوسبة المستقبلية التي تستخدم مواد مبتكرة. أسلاك نانوية مصنوعة من سبائك مغناطيسية ستكون الأساس لذكريات سريعة وغير متطايرة تعتمد على الإلكترونيات السبينية. تتمتع هذه الذكريات بالقدرة على تحقيق أداء أنظمة التخزين وأجهزة الذاكرة الحالية بشكل كبير - الأقراص الصلبة والفلاش وDRAM وSRAM).
توجد فئة جديدة من معادن الأكسيد، بما في ذلك ثاني أكسيد الفاناديوم، في قلب تطوير البوابات المنطقية "غير العضوية" المكونة من أيونات سائلة للتبديل بين الحالات. يمكن أن تكون هذه البوابات هي المفتاح لأنظمة الحوسبة منخفضة الطاقة المصممة لتقليد الدماغ البشري.
"المواد العضوية والبوليمرات للإلكترونيات المرنة"
وصفت البروفيسور إلسا ريشمانيس، من معهد جورجيا للتكنولوجيا في أتلانتا، كيف أن الإلكترونيات المطبوعة والمرنة لديها القدرة على أن تكون بديلاً رخيصًا لمجموعة متنوعة من الأجهزة بدءًا من الطاقة وحتى الطب وحتى الأمن. يعتمد أداء الأجهزة على مزيج من أشباه الموصلات من مستوى النانو إلى المستوى الكلي.
ومن أجل تطوير هذا المجال، يجب تحسين المعرفة حول العلاقة بين بنية العملية وخصائص المواد. يمكن أن يؤدي هذا المزيج إلى تطوير الإلكترونيات القائمة على البلاستيك والأجهزة الكهروضوئية.
