Otkrivanjem grafena u 2004. godini započelo izolovanje drugih dvodimenzionalnih materijala. Pronađeno je da je Grafen čudesni materijal, posedujući skup jedinstvenih i izuzetnih osobina. Jedna od njih je njegova sposobnost da se toplota provede deset puta bolje od bakra, najčešće korišćenog provodnika u elektronici. Na sobnoj temperaturi, grafen je takođe sposoban da provodi struju 250 puta bolje od silikona, brže od bilo koje druge poznate supstance.
Ova svojstva su vodili tim istraživača sa Univerziteta Northwestern, Univerziteta u Teksasu u Dalasu (UT Dalas), Univerziteta Illinois u Urbana-Champaign i Univerziteta u Centralnoj Floridi (UCF) da razmotre razvoj tranzistora baziranog na grafenu. U studiji objavljenoj u časopisu Nature Communications, tim je otkrio da tranzistor zasnovan na grafenu može zapravo raditi bolje od silicijumskih tranzistora koji se koriste na današnjim računarima.
Prvo kratko objašnjenje: Tranzistori su ključni u današnjim računarskim kolima, jer se radi o prekidačima koji uključuju i isključuju elektronske signale i električnu energiju. Kada se sklopi, tranzistori formiraju logičke kapije – jezgro mikroprocesora, koji služe kao ulaz i izlaz i djeluju ili kao 0s ili 1s (tzv. Binarni bitovi). To je ono što omogućava mikroprocesorima da rešavaju logičke i računarske probleme.
“Ako želite da nastavite da pomerate tehnologiju napred, potrebni su vam brži računari kako bismo mogli pokrenuti veće i bolje simulacije za klimu, za istraživanje svemira, za Wall Street”, rekao je saradnik Ryan Gelfand, pomoćnik profesora u UCF-u u saopštenju za štampu. “Da stignemo tamo, više se ne možemo osloniti na silikonske tranzistore.”
Bolje logičke kapije
Mikroprocesori izgrađeni pomoću silicijumskih tranzistora zaglavljeni su pri brzinama obrade uglavnom u opsegu od 3 do 4 gigaherca od 2005. godine. Postoji ograničenje brzine signala i snage koju mogu koristiti ove tranzistore, uglavnom zbog otpornosti materijala. Tim istraživača, međutim, našao je put kroz ovo ograničenje koristeći grafene umjesto silikona.
Istraživači su prvi put napravili grafensku traku otpuštanjem karbonske nanocijevi (tanki preklopljeni grafenski list). Zatim su primijenili magnetno polje na grafensku traku, zbog čega su shvatili da mogu da kontrolišu otpor struje kroz traku. Koristeći susjedne nanocijevi da bi povećali ili smanjili struju, magnetsko polje može kontrolisati tok struje.
Ovi logički krugovi zasnovani na grafenskim tranzistorima povećali su brzinu takta mikroprocesora za hiljadu puta i zahtevali bi stotinku energije potrebnu za kompjutere zasnovane na silikonima. Plus, ovi krugovi su takođe bili manji od logičkih krugova koji koriste silicijumske tranzistore. To bi moglo omogućiti manje elektronske uređaje s više funkcionalnosti, objasnio je Gelfand. Slična studija takođe je istraživala grafen kao potencijalni kondenzator za kvantne računare.
Sveobuhvatni računarski sistem i dalje postoji samo na papiru, kaže koautor Joseph S. Friedman iz UT Dallasa, ali Friedman i njegovi saradnici u istraživačkoj laboratoriji NanoSpinCompute trenutno rade na prototipu.
“Izuzetna svojstva karbonskih materijala dozvoljavaju Terahertzovu operaciju i smanjuju proizvodnju energije sa dva reda u poređenju sa najmodernijim mikroprocesorima”, ističu istraživači. “Nadamo se da ćemo inspirisati izradu ovih kaskadnih logičkih kola kako bismo stimulisali transformativnu generaciju energetski efikasnih računara.”
Izvor: www.futurism.com