یک رایانه بدون سیلیکون ساخته شد_صبح سریع

محققان برای اولین بار در جهان، از مواد دوبُعدی (۲D) که تنها به اندازه یک اتم ضخامت دارند و برخلاف سیلیکون، خواص خود را در آن مقیاس نگه داری می‌کنند، برای گسترش رایانه‌ای با قابلیت انجام عملیات ساده منفعت گیری کردند.

به نقل از ساینس‌دیلی، محققان می‌گویند که این پیشرفت که در روز ۱۱ ژوئن در مجله نیچر انتشار شد، نشان دهنده جهشی بزرگ به سوی تحقق الکترونیک نازک‌تر، سریع تر و با منفعت‌وری انرژی زیاد تر است. آنها یک رایانه نیمه‌هادی اکسید فلز مکمل (CMOS) – که در قلب تقریبا هر دستگاه الکترونیکی مدرن قرار دارد، بدون تکیه بر سیلیکون تشکیل کردند. در عوض، آنها از دو ماده دوبعدی گوناگون برای گسترش هر دو نوع ترانزیستور مورد نیاز برای کنترل جریان الکتریکی در رایانه‌های CMOS منفعت گیری کردند. دی‌سولفید مولیبدن برای ترانزیستورهای نوع n و دی‌سلنید تنگستن برای ترانزیستورهای نوع p.

ساپتارشی داس (Saptarshi Das)، استاد علوم مهندسی و مکانیک در دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا که رهبری این تحقیق را بر مسئولیت داشت، می‌گوید: سیلیکون با امکان کوچک‌سازی مداوم ترانزیستورهای تاثییر میدانی (FET)، پیشرفت‌های چشمگیری را در الکترونیک برای دهه‌ها به ارمغان آورده است. ترانزیستورهای تاثییر میدانی با منفعت گیری از یک میدان الکتریکی که زمان اعمال ولتاژ تشکیل می‌شود، جریان را کنترل می‌کنند. با این حال، با کوچک شدن دستگاه‌های سیلیکونی، کارکرد آنها اغاز به افت می‌کند. در روبه رو، مواد دو بعدی، خواص الکترونیکی استثنایی خود را در ضخامت اتمی نگه داری می‌کنند و مسیری امیدوارکننده را اراعه خواهند داد.

داس می‌گوید: این پیشرفت کلیدی کار ماست. ما برای اولین بار یک رایانه کاملا ساخته شده از مواد دوبعدی را تشکیل کرده‌ایم که ترانزیستورهای دی‌سولفید مولیبدن و دی‌سلنید تنگستن رشد یافته در سطح گسترده در آن با هم ترکیب شده‌اند.

رایانه دوبعدی ما با ولتاژهای تغذیه کم و حداقل مصرف برق کار می‌کند و می‌تواند عملیات منطقی ساده را در فرکانس‌های تا ۲۵ کیلوهرتز انجام دهد.

داس افزود: فناوری سیلیکون نزدیک به ۸۰ سال است که در حال گسترش است، اما تحقیقات در رابطه مواد دوبعدی نسبتا تازه است و در واقع فقط در نزدیک به سال ۲۰۱۰ اغاز شده است. ما انتظار داریم که گسترش رایانه‌های مواد دوبعدی نیز یک فرآیند تدریجی باشد، اما این در قیاس با مسیر سیلیکون، یک جهش رو به جلو است.