Półprzewodniki, a zwłaszcza krzem od dawna stanowią filar współczesnej technologii elektronicznej. Są nieodłącznymi elementami komputerów, smartfonów i wielu innych urządzeń, które kształtują nasze codzienne życie. Naukowcy jednak cały czas poszukują nowinek wśród półprzewodników i wygląda na to, że znaleźli coś naprawdę dobrego.
Istnieją pewne ograniczenia związane z tradycyjnymi półprzewodnikami - na przykład takie jak struktura ich atomowa, która wywołuje ich drgania i przez to - straty energii w postaci ciepła i ograniczenia prędkości przesyłania informacji. Właśnie dlatego naukowcy poszukują nowych typów półprzewodników, które mogą zmienić ten stan rzeczy i otworzyć nowe perspektywy dla elektroniki.
Zespół chemików z Uniwersytetu Columbia pod kierownictwem Jacka Tulyaga i profesora Milana Delora ogłosił przełomowe odkrycie. Ich badania skoncentrowały się na nowym półprzewodniku o nazwie Re6Se8Cl2, który okazał się być najszybszym i najbardziej wydajnym półprzewodnikiem, jaki do tej pory poznała nauka.
Re6Se8Cl2 to materiał o wyjątkowych właściwościach. Zamiast rozpraszać się w kontakcie z fononami (cząstkami drgającymi w sieci krystalicznej), ekscytony (cząstki przenoszące energię i informacje) w Re6Se8Cl2 wiążą się z fononami, tworząc nowe kwazicząstki zwane akustycznymi polaronami ekscytonowymi. Co to oznacza w praktyce? Te polarony przemieszczają się naprawdę szybko - a o to właśnie chodzi naukowcom.
W eksperymentach przeprowadzonych przez zespół naukowców, akustyczne polarony ekscytonowe w Re6Se8Cl2 przemieszczały się z niesamowitą prędkością, osiągając dwukrotnie większą prędkość niż elektrony w tradycyjnym krzemie. Co więcej, te nowe kwazicząstki są kontrolowane przez światło, a nie prąd elektryczny - to z kolei otwiera nowe perspektywy dla przyszłych urządzeń elektronicznych. Szybkość przetwarzania informacji w tych urządzeniach może teoretycznie sięgnąć femtosekund, obecna elektronika ze standardowymi półprzewodnikami jest sześć razy wolniejsza. Warto dodać, że nie ma problemów z działaniem tego półprzewodnika w temperaturze pokojowej - to istotne ograniczenie w innych obiecujących typach przewodników.
Jednym z kluczowych aspektów Re6Se8Cl2 jest jego struktura - ta klasyfikuje go w grupie... superatomowych półprzewodników. Superatomy to grupy atomów połączonych ze sobą w taki sposób, że zachowują się jak jedna, duża cząstka i przy okazji mają one unikalne właściwości. Laboratorium Xaviera Roya jest znane ze swoich badań nad superatomami, co sprawiło, że stworzenie Re6Se8Cl2 stało się możliwe.
Mimo że ten typ półprzewodnika jest obecnie kosztowny do produkcji ze względu na rzadkość jednego z jego składników - renu, to mamy jednak do czynienia z bardzo istotnym postępem. Naukowcy pracują nad opracowaniem cienkich arkuszy Re6Se8Cl2, co może umożliwić łączenie go z innymi materiałami i tworzenie jeszcze bardziej zaawansowanych urządzeń elektronicznych.
Re6Se8Cl2 stanowi ważny krok w kierunku stworzenia wydajniejszych i szybszych urządzeń elektronicznych, które mogą istotnie zmienić nasze życie. To rewolucyjne odkrycie otwiera nowe horyzonty w dziedzinie elektroniki i może doprowadzić do znacznego przyspieszenia rozwoju nowych technologii: szybszych, bardziej energooszczędnych i jeszcze bardziej uniwersalnych.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
