Учёные Колумбийского университета приятно удивили научный мир новым заключением — был открыт новый полупроводник, который вполне может затмить традиционный кремний...
Общая суть полупроводников
Не только в основе компьютеров, но и в смартфонах находятся полупроводники, благодаря которым осуществляется работа устройства. Как правило, за основу полупроводников берется материал из кремния, который имеет некоторые ограничения, например, быстрое рассеивание электронных частиц ведет к потере тепла, а это в свою очередь сокращает не только скорость устройства, но и общий срок его работы.
Полупроводники работают благодаря тому, что их атомная составляющая (частицы) вибрирует, создавая мелкие заряды. С помощью этих зарядов происходит процесс рассеивания частиц, чтобы энергия своевременно переносилась на предельной скорости. К сожалению, у общепринятых используемых полупроводников такая скорость не бесконечна.
Группа химиков из Колумбии, озаботившись данным недостатком, провела эксперимент, результатом которого стало открытие уникального полупроводника из суператомного материала (Re6Se8Cl2). Благодаря этому открытию, есть шанс определить новые стандарты скорости.
Свойства нового полупроводника
Что касается уже изученного кремния, он служит для того, чтобы просто и быстро передавать информацию на всех современных устройствах. Новый полупроводник работает немного иначе — его частицы не рассеиваются при контакте с фононами, а связываются с ними и образовывают новые квантовые элементы, что является гарантией повышения скорости передачи. Суть подобного новшества кроется в составе нового полупроводника — его поляроны обладают особенным свойством, умея двигаться в пространстве без встречи с препятствиями.
Данное свойство имеет огромное значение, позволяя информации двигаться быстрее и более плавно. Испытания показали, что «начинка» нового полупроводника демонстрирует скорость, в два раза превышающую максимальный предел того, на что способен кремний. Касаемо последнего, кремний всегда высоко ценился как качественный полупроводник, ведь электроны, пропускаемые через его поверхность, способны достигать огромных скоростей. Но очень часто эти электроны встречают на своем пути множество препятствий, из-за чего передача тормозится.
Трудности использования новшества
При всей своей перспективности, новый полупроводник сталкивается с определенными трудностями. Например, никто из ученых до сих пор не знает, какую именно микросхему придумать для данного элемента, и не будет знать еще десяток лет, пока не проведет окончательные эксперименты. Для примера, специалисты потратили 14 лет на освоение чипов из кремния, соответственно, новый материал затребует больше времени.
Вторая проблема — рений. Он входит в состав нового полупроводника и одновременно является самым редким и дорогим элементом на Земле. Ученые предполагают, что в таком случае микросхемы на основе нового полупроводника не будут находиться в обычных компьютерах и смартфонах, а использоваться в космической технике или отрасли квантовых вычислений. Персонализация целей под дорогостоящий полупроводник — самое разумное, что ожидает эту новинку, ведь выпуск компьютеров или смартфонов за стоимость такого устройства совершенно не оправдает всех вложенных сил в разработку и настройку.
Несмотря на трудности, это открытие нового полупроводника предоставило достаточно пищи для ума — кроме кремния, однажды могут быть обнаружены свойства и других материалов...
Сделайте свой маленький вклад в научное просвещение граждан, поставьте палец вверх👍 и подпишитесь на наш канал.
