Оглавление блога

вторник, 17 марта 2015 г.

Силицен - тяжелый брат графена



Novi grafen je silicen
4.
feb 2015 ob 19:08
Znanost in tehnologija
Как графен, только из кремния


Grafen, en atom debela ploskev ogljikovih atomov, ki obljublja revolucijo v proizvodnji tranzistorjev in kasneje procesorjev, ima v težjem bratu resno konkurenco. Pred tremi leti so odkrili njegov silicijev analog, tako imenovani silicen, kakor imenujemo en atomov debelo ploskev silicijevih atomov. Sedaj smo dobili prve tranzistorje iz silicena, ki so jih razvili na univerzi v Austinu v Texasu. Obljubljajo vse tisto kot Angleži (grafen so odkrili v Manchestru) in še več. Članek so objavili v Nature.
У графена - пленки из атомов углерода, толщиной всего в 1 атом, материала, который найдет широкое применение в производстве транзисторов и микрочипов, появился серьезный конкурент. Три года назад открыт кремниевый аналог графена - силицен - пленка из атомов кремния, толщиной всего 1 атом. И вот, в университете г. Остин, Техас, разработали и изготовили первые транзисторы из силицена, обладающие теми же преимуществами, что и из графена, плюс еще некоторыми. Статья об этом появилась в журнале Nature.


Silicen trpi zaradi istih lastnosti, ki so preprečile silicijevi kemiji, da bi se razrasla do velikosti organske kemije. Čeprav je silicij v isti skupini kot ogljik in tvori štiri vezi, so te vezi bistveno šibkejše. Silicij je zato reaktivnejši in pri zemeljskih pogojih zapletene silicijeve verige s stranskimi skupinami enostavno niso stabilne. Tudi silicen je kot silicijev ekvivalent grafena manj stabilen od slednjega. Glavni napredek ekipe, ki je razvila silicenov tranzistor, je prav nova robustnejša sintezna pot silicija.
Силицену мешают те же особенности, из-за которых нет химии кремниевых соединений таких же масштабов, что и органическая (то есть углеродная) химия. Хотя кремний относится к той же группе элементов, что и углерод, и образует 4 валентные связи, но они гораздо более слабые. Поэтому кремний легче вступает в реакции и, в условиях Земли, закрученные кремниевые цепочки легко разрушаются. Поэтому силицен - менее стабильный кремниевый эквивалент графена, Главное достижение ученых, разработавших транзистор на силицене - новая технология, позволяющая синтезировать из кремния более стабильную силиценовую пленку.


Vročo paro silicijevih atomov so vodili v vakuumsko posodo, v kateri je bil ohlajen srebrni blok. Silicij je kristaliziral na srebru, potem pa so ga prevlekli s plastjo aluminijevega oksida. S tem so okrepili monosloj silicena, ki je postal odpornejši na zrak. Večino so ga odlepili, manjši del pa je ostal na srebrni površini - in dobili so elektrodi za tranzistor.
Горячий пар из атомов кремния подавали в вакуумизированный сосуд, куда заранее был помещен охлажденный блок из серебра. На серебре появлялись кристаллы кремния. Для стабильности на воздухе, полученную сверхтонкую силиценовую пленку покрыли пленкой оксида алюминия. Большую часть силицена отслоили от поверхности серебра, меньшую на ней оставили - вот и готовы электроды транзистора.


Do kakršnihkoli praktičnih aplikacij še zelo daleč, a napredek je vedno stopenjski. In kot običajno, bodo komercialni izdelki čez desetletje ali več povsem drugačni od teh prvih poizkusov, a brez njih ne bi mogli nastati.
Промышленные транзисторы из силицена появятся нескоро, работы продвигаются медленно. Как это часто бывает, далекие "потомки" этих первых изделий, появятся лет через 10, и будут сильно от них отличаться, но любой путь начинается с первого шага.

Для тех, кто будет возражать против слова "вакуумизированный":

Комментариев нет :