نیمه فلزات جایگزین مس می‌توانند به انقلاب بعدی در صنعت الکترونیک تبدیل شوند
نئوبیوم فسفید یکی از جایگزین‌های احتمالی مس از خانواده نیمه فلزات محسوب می‌شود که برتری محسوسی در مقایسه با فلزات از خود نشان می‌دهد.
در دیجیاتو ثبت‌نام کنید
جهت بهره‌مندی و دسترسی به امکانات ویژه و بخش‌های مختلف در دیجیاتو عضو ویژه دیجیاتو شوید.
عضویت در دیجیاتوتازههای تکنولوژی
پژوهش‌ها نشان می‌دهد که نیمه فلزات از از رسانایی بهینه‌تری نسبت به مس برخوردار هستند و می‌توانند جریان برق را بهتر هدایت کنند. این مواد حتی در ابعاد نانومتر هم امکان هدایت انرژی را دارند و شاید انقلابی در وسایل الکترونیکی ایجاد کنند.
نیمه فلزات چه ویژگی‌هایی دارند؟
در دهه‌های اخیر فلز مس به عنوان مهم‌ترین رسانا در صنعت الکترونیک مورد استفاده قرار گرفته است و می‌توان آن را وسایل و قطعات مختلف مشاهده کرد. با این حال، مس از محدودیت‌های خاص خود برخوردار است و به همین دلیل پژوهشگران به دنبال جایگزینی برای آن هستند. محققان دانشگاه استنفورد به‌تازگی نشان داده‌اند که نیمه فلز «نئوبیوم فسفید» می‌تواند در رشته‌های بسیار نازک همچنان خاصیت رسانایی خود را حفظ کند و پتانسیل جایگزینی مس را خواهد داشت.
نیمه فلزات دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند که موجب می‌شود هدایت جریان الکتریکی در آنها به صورت بهینه‌تری انجام بگیرد و میزان اتلاف انرژی در مقایسه با مس، بسیار کمتر باشد. این مواد برخلاف فلزات، از پیوندهای بسیار محکمی برخوردار هستند که امکان تغییر شکل آنها در ابعاد دلخواه بدون از هم گسیختگی، حتی به اندازه نانومتر را فراهم می‌سازد. با وجود پیوندهای محکم، انتقال الکترون‌ها در نیمه فلزات به خوبی انجام می‌گیرد و به همین دلیل خاصیت رسانایی الکتریکی بالایی دارند.
محققان در پژوهش اخیر نشان داده‌اند که یک رشته ۱.۵ نانومتری نئوبیوم فسفید در دمای اتاق تنها مقاومت ۳۴ میکرواهم را دارا است؛ درحالی‌که فلز مس در شرایط مشابه مقاومت ۱۰۰ میکرواهم را دارد. هرچقدر میزان مقاومت کمتر باشد، مقدار انرژی اتلاف شده هم کاهش پیدا می‌کند و انتقال جریان الکتریکی به شکل بهینه‌تری انجام می‌گیرد. همچنین فلز مس در ابعاد کوچک‌تر از ۵۰ نانومتر، دچار کاهش خاصیت رسانایی الکتریکی می‌شود و مقدار زیادی از جریان را به گرما تبدیل می‌کند؛ اما نیمه فلزات عملکرد بهتری در این زمینه دارند.
یکی دیگر از مزایای نئوبیوم فسفید، سازگاری آن با نیمه رساناهای فعلی مورد استفاده در صنعت الکترونیک است. همچنین این ماده می‌تواند تا دمای ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد را تحمل کند و با تحمل بار گرمایی، از آسیب به تراشه‌های سیلیکونی جلوگیری به عمل می‌آورد. سازگاری با نیمه رساناها باعث می‌شود نیازی به فناوری جدیدی برای استفاده تجاری از نئوبیوم فسفید وجود نداشته باشد و هزینه اضافی بر تولیدکنندگان تحمیل نکند. عوامل گفته شده باعث می‌شود تا نیمه فلزات به کاندید مناسبی برای جایگزینی مس در صنعت میکروالکترونیک تبدیل شوند و شاید به‌زودی استفاده از مس در ابزارهای پردازشی را منسوخ کنند.
برای گفتگو با کاربران ثبت نام کنید یا وارد حساب کاربری خود شوید.