Инженеры из Пхоханского университета науки и технологии (Южная Корея) установили новый рекорд скорости электронов в кремнии. Благодаря покрытию графеновой плёнкой удалось повысить скорость частиц примерно в 20 раз по сравнению с обычными транзисторами, а именно — до 0,3% скорости света в вакууме.
Таким образом, даже на существующей технологической базе возможно создание процессоров с частотой в 20 раз выше нынешней. Так называемый «быстрый кремний» будет проще производить на существующих фабриках, чем полностью графеновые процессоры.
Феноменальные свойства графеновой плёнки толщиной 1 атом известны с момента её открытия в 2005 году В этом уникальном материале электрические
заряды ведут себя как релятивистские частицы с нулевой эффективной
массой, то есть теоретически могут перемещаться со скоростью света.
Поэтому графен имеет при комнатной температуре наилучшую проводимость из
всех известных материалов.
Проблема в том, что графеновую плёнку сложно получить из-за её нестабильности. Только недавно был опробован первый способ её изготовления в промышленных масштабах.
В кремнии скорость электронов сильно тормозится из-за электрического сопротивления. Чтобы пробить этот барьер, южнокорейские специалисты добавили на кремний слой графена. Предполагалось, что этот слой повлияет на скорость электронов в самом кремнии. Для проверки гипотезы была осуществлена бомбардировка электронов фотонами, чтобы выбить некоторые электроны и замерить их энергию. Эксперимент показал, что некоторые электроны в кремнии имеют массу 1/20 от обычной, что свидетельствует о возможности создания материала с 20-кратным повышением скорости электронов.
Это ещё не предел, считают южнокорейские специалисты. По их словам, экспериментируя с разными покрытиями, можно добиться ещё большего облегчения электронов в кремнии, потому что сейчас они втрое тяжелее и медленнее графеновских.
Научная статья опубликована в журнале Physical Review Letters (DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.246803).
