In uno studio pubblicato sulla prestigiosa rivista Nature, un team di ricercatori provenienti dall’Università di Tianjin in Cina e dall’Istituto di Tecnologia della Georgia negli Stati Uniti ha raggiunto un risultato eccezionale: la trasformazione del grafene in un semiconduttore.
Il team, guidato da Jian Zhao, ha compiuto un passo avanti significativo, rendendo il grafene un semiconduttore per la prima volta nella storia. Per raggiungere questo traguardo, i ricercatori hanno creato buchi all’interno del grafene, formando vere e proprie “bande” per controllare il passaggio delle cariche elettriche. Questo processo, sviluppato nel corso di circa 10 anni, consente la regolazione personalizzata del flusso di elettricità.
Nuove proprietà date dal grafene come semiconduttore
Le differenze sostanziali tra il grafene, ora trasformato in semiconduttore, e il silicio, comunemente utilizzato in elettronica, sono significative. Walt de Heer, coordinatore dello studio, ha affermato che esso possiede una mobilità 10 volte superiore al silicio, oltre a proprietà che quest’ultimo materiale non ha. La nuova forma di grafene, chiamata grafene epitassiale, offre le caratteristiche tipiche di un semiconduttore tradizionale. Essa conserva al contempo una delle qualità che rendono il grafene la scelta migliore: la straordinaria velocità di conduzione. Questo risultato apre prospettive rivoluzionarie nel campo dell’elettronica, specialmente considerando la crescente necessità di chip più veloci ed efficienti.
Le caratteristiche del Semiconduttore di Grafene sono nello specifico:
- Band Gap: Una sfida chiave è stata superata, poiché il semiconduttore di grafene ora presenta un “band gap”. Esso è un requisito essenziale per il funzionamento dei semiconduttori;
- Produzione Tradizionale: Il semiconduttore di grafene è stato realizzato utilizzando tecniche di produzione tradizionali usate per il silicio. Ciò lo ha reso compatibile con le attuali procedure di produzione;
- Robustezza e Mobilità: Esso è estremamente robusto, con una mobilità dieci volte superiore a quella del silicio. Questo garantisce un’elaborazione più veloce e una minore produzione di calore;
- Grafene Epitassiale: Il grafene è stato fatto crescere su wafer di carburo di silicio, producendo grafene epitassiale. Parliamo di un singolo strato chimicamente legato al carburo di silicio, dimostrando finalmente proprietà semiconduttive.
Le possibili applicazioni di questa scoperta nel mondo dell’elettronica sono illimitate, e l’effetto sulla progettazione e sulla produzione di dispositivi elettronici potrebbe essere strabiliante nei prossimi anni.