يمكن لشرائط الكربون التي يبلغ عرضها بضع ذرات أن تساعد على صنع حواسيب قوية
بقلم: ليال ليفربول
ترجمة: مي بورسلي
الشرائح الدقيقة Microchips التي تحتوي على شرائط من الكربون بعرض ذرات قليلة فقط قد تسمح لنا ببناء حواسيب قوية مع تقليل استهلاكها للطاقة.
سرعة وكفاءة الحواسيب والهواتف الذكية تعتمد على تدفق الإلكترونات داخل الترانزستورات Transistors، والتي غالبا ما تكون مصنوعة من السيليكون (سيليكونية). وكان هناك الكثير من الجهود لتطوير ترانزستورات من الكربون (الكربونية) لخصائصها الكهربائية الفائقة، لكن التحدي الرئيس كان صنع أسلاك من الكربون لنقل الإلكترونات بين الترانزستورات.
ويقول فيليكس فيشر Felix Fischer من جامعة كاليفورنيا University of California في بيركلي: “تمامًا مثل البنى التقليدية السيليكونية التي نستخدمها اليوم، لا تزال أي تقنية ترانزستور قائمة على الكربون تتطلب رابطا من الروابط التي يسمح بالاتصال بين الترانزستورات الفردية أو مكونات الدارة الكهربائية الأخرى”.
فيشر وفريقه طوروا طريقة لتحويل شرائط الغرافين النانوية Graphine nanoribbons، شرائط من الكربون لا يزيد عرضها على ذرات قليلة، إلى موصلات Conductors، يمكن استخدامها لربط الترانزستورات الكربونية.
والباحثون صنّعوا الشرائط النانوية بتوليد كتل بناء أصغر من الغرافين وربطها معًا. والغرافين، وهو شكل ثنائي الأبعاد من الكربون، يتميز بخصائصه الغريبة. ويقول فيشر: “يتيح لنا صنع شرائط الغرافين النانوية الجزيئي المقلوب إنشاء نوع غير معتاد من الحالة الإلكترونية”.
ويقول فيشر إن المحاولات السابقة لفعل الشيء نفسه باستخدام الأنابيب النانوية Nanotubes الكربونية كانت محدودة. ويقول: “ينتهي بك المطاف دائمًا بمزيج معقد من الأنابيب النانوية الكربونية المعدنية شبه الموصِلة التي يصعب فصلها…لا تزال هذه المشكلة تمثل تحديًا كبيرًا في أبحاث الأنابيب النانوية الكربونية ولم تحل منذ أكثر 20 عامًا”.
والخطوة التالية ستكون بناء دارات تحتوي على شرائط الغرافين النانوية واختبار ما إذا كان بإمكانها التفوق على تقنيات أشباه الموصلات السيليكونية الأكثر تقدمًا. فإذا نجحت، كما يقول فيشر، يمكن دمجها في الأجهزة اليومية؛ مثل الهواتف الذكية، في المستقبل.
“فكر في التأثير المحتمل لهاتف محمول ذي أداء مشابه لأسرع حواسيب سطح المكتب، ولكن مع استهلاك طاقة تتطلب فقط شحنه كل شهرين”، كما يقول فيشر.
المرجع العلمي Journal reference
Science, DOI: 10.1126/science.aay3588
© 2020, New Scientist, Distributed by Tribune Content Agency LLC
