Може ли црни фосфор бити будућност микрочипова?

Реклама

Грапхене је већ дуго виђен као будућност рачунарских процесора и електронике. Међутим, током последњих неколико година појавили су се неки изванредни дводимензионални кристални материјали. Један нови изазивач је црни фосфор. Ове недеље је корејски истраживачки тим смислио како да то учини створити подесив јаз у опсегу у материјалу, омогућавајући му да се користи као полупроводник и (потенцијално) супериорну замену за силицијум.

Шта то значи за полуводиче и будућност графена Најновија рачунарска технологија у коју морате да верујетеПогледајте неке од најновијих рачунарских технологија које су постављене да трансформишу свет електронике и рачунара у наредних неколико година. Опширније ? Хајде да сазнамо!

Црни фосфор

Као и графен, и црни фосфор се може одвојити у листове дебљине једног атома. Ови листови су познати као фосфорен, али за разлику од графена, ови слојеви делују одличан полуводич који се лако могу укључивати и искључивати, надамо се да значајно смањују вредност захтеви за напајање нове генерације

8 Невероватни нови начини за производњу електричне енергијеАлтернативна енергија је пораст, али можда не знате за све могућности. Ево неких од најлуђих нових начина производње енергије. Опширније ултра проводљивих транзистора. Графен је изузетно проводљив, али му недостаје природни јаз траке и ту би могао ући црни фосфор.

Производња

Црни фосфор је термодинамички стабилан алотроп елемента, фосфор. Стабилан на собној температури, црни фосфор није супстанца која се природно јавља и добија се само загревањем белог фосфора под екстремно високим притиском, око 12.000 атмосфера. Резултирајући црни кристали фосфора садрже надуване слојеве саћа, са размак између слојева од 0,5 нанометра Нећете веровати: ДАРПА будућност истраживања напредних рачунараДАРПА је један од најфасцинантнијих и најтајнијих дијелова америчке владе. Следе неки од најнапреднијих пројеката компаније ДАРПА који обећавају трансформацију света технологије. Опширније , још једна слична карактеристика графену.

Једном када је створен, црни фосфор је тешко произвести у великим количинама у одређеној ширини. Традиционална метода, која се примењује и за остале дводимензионалне материјале, је она механичког пилинга. У овом мукотрпном спору процеса, истраживачи дробе количину црног фосфора у компресовани праха, а затим лепите траку да се полако огулите задњи слојеви док не створе филм само неколико слојева дебео. Ограничена је и ограничава се и на производњу и на истраживање.

Схватајући колико је ова метода рестриктивна, Марк Ц. Херсам, хемичар Универзитета Северозападњак развио је нова техника уз употребу хемије раствора да убрза производњу. Стављају кристал црног фосфора и растварача на дно ултразвучне цеви, која користи брзо вибрирајући метални врх за мешање течности.

Резултирајуће звучно деловање, у комбинацији са растварачем, одваја црни фосфор у потребне листове дебљине нанометра, суспендоване унутар течности. Затим истраживачи могу налити површину на ову површину, стварајући случајну расподелу танких љускица црног фосфора.

Иако техника ултразвука даје нешто већи принос и бржи је поступак, насумична расподјела је помало проблематична. Да би створили истински ефикасне транзисторе коришћењем црног фосфора, истраживачи и инжењери морају бити у могућности да површину премазују са много већом прецизношћу. Ово је следећи циљ за истраживаче.

Банд Гап

Главна предност привлачности црног фосфора је његов природни јаз. Јастучни размак или енергетски јаз раздваја проводне материјале од полуводича. Делује овако:

• Грапхене је одличан проводник, што га чини атрактивним за рачунарске процесоре. Мали отпор значи мало топлоте. Нажалост, још увек не знамо како да га пребацимо у непроводно стање. Графенски транзистори се не могу искључити. Иако можда постоје начини за решавање овог проблема, нико их још није разбио.
• Црни фосфор је такође одличан проводник, али има и енергетски јаз, што значи да количина енергије која пролази кроз материјал може бити пребачена између проводника и изолације. Допингујући црни фосфор, лако можете креирати традиционалне транзисторе. Можете је подесити и да створи заиста специфична понашања, омогућавајући егзотична електронска кола.

Управо овај широки јаз у опсегу испуњава научници за материјале Како људи 3Д штампања могу бити могуће једног данаКако дјелује биотисак? Шта се може штампати? И да ли ће икада моћи да штампа потпуно људско биће? Опширније од узбуђења. Ово, у комбинацији с високом фото-осетљивошћу на црни фосфор, може видети полуводич који се користи у свему, од детекције хемијских твари до оптичких кола.

Оптичка кола

Црни фосфор се назива и полуводичем са директним опсегом. Ово је ретко својство, што значи да материјал може ефикасно и ефикасно претворити електричне сигнале у светлост, што га чини главним кандидатом за оптичку комуникацију на чипу. Натхан Иоунгблоод, Универзитет у Миннесоти, одсек за електротехнику и рачунарску технику, чији је рад на црном фосфору представљена у Натуре Пхотоницс верује:

„Заиста је узбудљиво размишљати о једном материјалу који се може користити за слање и примање података оптички, а није ограничен на одређени супстрат или таласну дужину. Ово би могло имати огроман потенцијал за брзу комуникацију између ЦПУ језгара, што је тренутно уско грло у рачунарству. “

Замјена силицијума?

Иако би се Силицијумска долина требало преименовати, црни фосфор могао би бити материјал који ће дизајн процесора донијети на нове висине. У идеалном случају, црни фосфор ће снизити радни напон транзистора обложених горе поменутом 'мастилом'. То ће смањити топлоту произведен током коришћења, омогућујући процесорима да се брже поклопе без прегревања, процес који је у великој мери застао у корист додавања више језгре То би повећало ефикасност чипова и - што је најважније - укупну моћ обраде.

Моореов закон се можда може наставити 7нм ИБМ Цхип дупли перформанс, доказује Моореов закон кроз 2018. годинуБројни основни физички лимити се конвергирају како би зауставили напредак традиционалних силиконских рачунарских чипова. Радикални нови пробој могао би мало више помоћи да се границе повећају. Опширније као што је планирано!

Не може само транзистор имати користи од црног фосфора. Остале апликације у оквиру електронике укључују: соларни панели, соларне ћелије Ефикасан. Јефтино. Авесоме. Ево зашто је нова соларна ћелија битна за распршивањеТрошкови сунчеве енергије нагло ће опадати након тима научника који раде на Универзитет Схеффиелд у Великој Британији најавио је развој соларних ћелија користећи спреј процес. Опширније , батерије Технологије батерија које ће променити светТехнологија батерија расте спорије од осталих технологија и сада је дугачак шатор у запањујућем броју индустрија. Каква ће бити будућност батерије? Опширније , прекидачи, сензори и још много тога. Али као и код већине чудесних материјала, рад са, истраживање и примена материјала на атомском нивоу Квантни рачунари: крај криптографије?Квантно рачунање као идеја постоји већ неко време - теоријска могућност је првобитно уведена 1982. године. Последњих неколико година поље се приближавало практичности. Опширније требаће времена, тако да не очекујте оптоелектронски рачунар Како функционишу оптички и квантни рачунари?Ексаскално доба долази. Знате ли како раде оптички и квантни рачунари и да ли ће ове нове технологије постати наша будућност? Опширније свира Минецрафт Водич за почетнике Минецрафта (Латецомер) за почетникеАко ипак касните на забаву, не брините - описао вас је овај опсежни водич за почетнике. Опширније ускоро.

Да ли би требало да будемо узбуђени?

Да наравно. Буквално говоримо о потенцијалној будућности како рачунарске тако и оптичке комуникације. Међутим, не бисмо се требали радовати и скакати у возилу с црним фосфором, јер ће то бити дуго старо путовање без коначног краја на видику. Невероватни материјали попут црног фосфора, попут графена, попут молибденијевог дисулфида, спремни су за промену будућности. Само не тако брзо колико бисмо можда желели.

Да ли сте узбуђени футуристичким материјалима? Или је све то само гомила превара? Јавите нам шта мислите!

Имаге Цредитс: црни прах Фаблок преко Схуттерстоцка, Алотропи фосфора, Ампула црног фосфора, Структура фосфора, ДВаве Цхип све преко Викимедиа Цоммонса, Микрочип преко Флицкр-а