محققان موفق به ساخت سیم‌های فلزی تمام کربنی شدند

ترانزیستورهای مبتنی بر کربن باعث افزایش سرعت کامپیوترها و کاهش مصرف آن‌ها می‌شوند که برای ساخت آن‌ها به چندین ابزار نیاز است و حالا محققان توانسته‌اند با استفاده از کربن سیم‌های فلزی تولید کنند.

تیمی از شیمی‌دانان و فیزیکدانان دانشگاه «کالیفرنیا، برکلی» موفق به تولید آخرین ابزار برای دستیابی به این هدف یعنی سیم فلزی کاملا کربنی شده‌اند که باعث پیشرفت بزرگی در زمینه ساخت ترانزیستورهای مبتنی بر کربن می‌شود. یکی از اساتید شیمی این دانشگاه به نام «فلیکس فیشر» در این زمینه اعلام کرده:

«قرارگیری درون همان ماده در قلمرو مواد مبتنی بر کربن چیزی است که این فناوری را کنار هم آورده است. هیچ چیزی مانند توانایی ساخت تمام المان‌های یک مدار توسط یک ماده، تولید آن را ساده‌تر نمی‌کند و این یکی از مواردی است که برای معماری مدار مجتمع کاملا فلزی مدنظر قرار نمی‌گیرد.»

سیم‌های فلزی الکتریسیته را از یک دستگاه به دستگاه دیگری منتقل می‌کنند و المان‌های نیمه‌هادی درون ترانزیستورها را به هم وصل می‌کنند. محققان در این دانشگاه در چنین سال گذشته مشغول کار روی ساخت مواد نیمه‌هادی و عایق‌ها با استفاده از نانوروبان‌های گرافنی بودند. فلز جدید مبتنی بر کربن نیز در حقیقت نانوروبان‌های گرافنی هستند اما برای هدایت الکترون‌ها میان نانوروبان‌های نیمه‌هادی در ترانزیستورهای تمام کربن طراحی شده‌اند.

یکی از همکاران فیشر به نام «مایکل کرومی» اعلام کرده که این نانوروبان‌های فلزی با استفاده از بلوک‌های کوچک و یکسان ساخته شده‌اند. هر بلوک به یک الکترون کمک می‌کند که آزادانه در امتداد یک نانوروبان حرکت کند.

مدارهای مجتمع مبتنی بر سیلیکون در چندین دهه گذشته قدرت کامپیوترها را تامین کرده‌اند و اگرچه سرعت و قدرت آن‌ها افزایش پیدا کرده، در حال نزدیک شدن به پایان عمر خود هستند. علاوه بر این موارد، کاهش مصرف انرژی آن‌ها نیز دشوارتر از گذشته شده و هم اکنون کامپیوترها انرژی زیادی در سراسر جهان مصرف می‌کنند.

گرافن که کربن خالص است، نسل آینده کامپیوترهای مبتنی بر کربن را شکل می‌دهد. نوارهای باریک گرافن در درجه اول نیمه‌هادی هستند و چالش اصلی دستکاری آن‌ها به گونه‌ای است که بتوانند به عنوان عایق‌ها و همچنین فلزات کار کنند. این تیم در کار جدید خود با اتصال مناسب این نانوروبان‌ها به یک حالت توپولوژی جدید دست پیدا کرده‌اند که منجر به خواص نیمه‌رسانایی قابل تنظیم می‌شود.