کد مطلب: ۸۶۷۱۸۲

|

|

نگارمگ اخبار اخبار علمی آموزشی

۳۰ تير ۱۴۰۴ - ۰۴:۳۴

توسعه یک آلیاژ منحصر‌به‌فرد برای جایگزینی سیلیکون در مدار‌های الکترونیکی کوانتومی

توسعه یک آلیاژ منحصر‌به‌فرد برای جایگزینی سیلیکون در مدار‌های الکترونیکی کوانتومی

متخصصان آلمانی یک آلیاژ نیمه‌هادی منحصر‌به‌فرد ساخته‌اند که عناصر گروه چهارم جدول تناوبی را با هم ترکیب می‌کند: کربن (C)، سیلیکون (Si)، ژرمانیوم (Ge) و قلع (Sn).

به گزارش مجله خبری نگار، این مطالعه توسط محققان مرکز تحقیقات یولیش (FZJ) و موسسه میکروالکترونیک لایب نیتس انجام شد و نتایج آن در مجله علمی تخصصی Advanced Materials منتشر شد.

این آلیاژ جدید با فناوری‌های فعلی تولید تراشه سازگار است و امکان کنترل دقیق خواص الکترونیکی و نوری را فراهم می‌کند و راه را برای طراحی لیزر‌های دمای اتاق، ساده‌سازی تولید و کاهش هزینه‌ها هموار می‌کند.

دکتر دن بوکا، یکی از نویسندگان این تحقیق، گفت: «با ترکیب این چهار عنصر، ما بالاخره به هدف دیرینه خود که تولید نیمه‌رسانا‌ها از عناصر گروه ۴ جدول تناوبی بود، دست یافتیم.»

شایان ذکر است که نیمه‌هادی‌ها پایه و اساس تمام قطعات الکترونیکی مدرن را تشکیل می‌دهند. سیلیکون همچنان جزء اصلی در ساخت تراشه است، اما پتانسیل فنی آن به محدودیت‌های خود رسیده است، زیرا در کار با فوتونیک (فناوری‌های نور) و سیستم‌های کوانتومی با محدودیت‌هایی مواجه است.

این ماده جدید که موقتاً CSiGeSn نامیده می‌شود، احتمالاً به سنگ بنای توسعه رایانه‌های کوانتومی، سیستم‌های لیزری و تراشه‌هایی تبدیل‌کننده گرما به انرژی الکتریکی تبدیل خواهد شد.

دانشمندان پیش از این ژرمانیوم، سیلیکون و قلع را در دستگاه‌های اپتوالکترونیکی مانند دیود‌های ساطع‌کننده نور (LED) و آشکارساز‌های نوری گنجانده بودند، اما افزودن کربن به دلیل اندازه اتمی کوچک و رفتار نامتعارف آن تقریباً غیرممکن در نظر گرفته می‌شد.

این افزودن به دلیل ساختار منحصر‌به‌فرد پیوند‌های کربنی بسیار پرخطر بود، اما موفقیت آن به آلیاژ این توانایی را داد که یک ویژگی اساسی معروف به "انرژی آستانه" را به طور دقیق کنترل کند، که تعیین می‌کند یک ماده چگونه الکتریسیته را هدایت می‌کند یا نور ساطع می‌کند.

به گفته محققان، ماده جدید، CSiGeSn، قادر به انجام موارد زیر است:

جایگزینی سیلیکون در مدار‌های الکترونیکی کوانتومی.
ادغام لیزر‌ها و اجزای نوری به طور مستقیم روی تراشه.
تبدیل گرما به برق در دستگاه‌های کوچک مانند ساعت‌های هوشمند و حسگرها.
با استفاده از تجهیزات تولیدی موجود، تولید در مقیاس بزرگ را امکان‌پذیر کنید.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری

۰ پسندیدم

گزارش خطا

برچسب ها: علم و دانش

ارسال نظرات

انتشار یافته: ۰ |

در انتظار بررسی: ۰ |

غیر قابل انتشار: ۰

قوانین ارسال نظر