Κυριακή, 22 Ιουλίου 2012

Κυκλώματα από γραφένιο στους υπολογιστές του μέλλοντος

Μια ομάδα ερευνητών του αμερικανικού κολοσσού της πληροφορικής ΙΒΜ, δημιούργησε το πρώτοκύκλωμα υψηλής ταχύτητας από γραφένιο, στο οποίο όλα τα στοιχεία είναι ολοκληρωμένα σε ένα μοναδικό «τσιπάκι». Πρόκειται για παγκόσμια πρωτοπορία, ένασημαντικό βήμα για τη δημιουργία μιας νέας γενιάς ηλεκτρονικών βασισμένων στο γραφένιο και όχι στο πυρίτιο όπως μέχρι σήμερα, με δυνητικές εφαρμογές από τιςασύρματες επικοινωνίες μέχρι τους ενισχυτές.

Κατά τα τελευταία χρόνια είχε υπάρξει πρόοδος στη δημιουργία συσκευών βασισμένων στο πολύ λεπτό γραφένιο, που θεωρείται το”υλικό του μέλλοντος”, ενώ είχαν κατασκευαστεί μεμονωμένα τρανζίστορ από γραφένιο. Όμως δεν είχε καταστεί δυνατό να ενοποιηθούν (ολοκληρωθούν) τατρανζίστορ από γραφένιο με άλλα ηλεκτρονικά συστατικά μέσα σε ένα ενιαίο και μοναδικό “τσιπ”, αυτό ακριβώς που κατάφεραν οι ερευνητές της ΙΒΜ. Η δυσκολία βρισκόταν κυρίως στο ότι το γραφένιο δεν κολλάει πολύ καλά στα μέταλλα και τα οξείδια, τα οποία χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία παραγωγής ημιαγωγών.

Ο Φαίδων Αβούρης, που έκανε τη σχετική επιστημονική δημοσίευση στο περιοδικό Science, σύμφωνα με τους New York Times και το Physics World, καθοδήγησε μια ομάδα ερευνητών του Κέντρου Ερευνών Γουότσον της ΙΒΜ στη Νέα Υόρκη, ώστε να ξεπεράσουν για πρώτη φορά τις τεχνικές δυσκολίες, ενοποιώντας σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα ένα τρανζίστορ γραφενίου και ένα ζεύγος πηνίων επαγωγικής αντίστασης πάνω σε μια πλακέτα από καρβίδιο του πυριτίου. Είναι σημαντικό ότι η όλη διαδικασία κατασκευής είναι συμβατή με τις υφιστάμενες συμβατικές μεθόδους παραγωγής ημιαγωγών, πράγμα που διευκολύνει την πρακτική εφαρμογή της νέαςτεχνολογίας.

Τα νέα ολοκληρωμένα κυκλώματα από γραφένιο λειτουργούν σε ραδιοσυχνότητες μέχρι10 GHz και είναι κατ’ εξοχήν κατάλληλα για συστήματα ασύρματων επικοινωνιών. Η ομάδα του Φαίδωνα Αβούρη (Nanometer Scale Science and Technology), στην οποία εργάζεται και ο επίσης ελληνικής καταγωγής ερευνητής Χρήστος Δημητρακόπουλος, ήδη εργάζεται για να τελειοποιήσει το νέο ολοκληρωμένο κύκλωμα από γραφένιο, ενώ σχεδιάζει την ανάπτυξη ακόμα πιο πολύπλοκων κυκλωμάτων για πιο εξελιγμένες συσκευές. Μεταξύ άλλων, οι ερευνητές πιστεύουν ότι είναι δυνατόν, στο μέλλον, να συνδυάσουν γραφένιο και πυρίτιο και να δημιουργήσουν “υβριδικά”κυκλώματα με νέες λειτουργικές δυνατότητες.

Το γραφένιο ανακαλύφθηκε στη δεκαετία του 1970 και βαθμιαία οι επιστήμονες,μέσα από διαδοχικές ανακαλύψεις, έχουν καταφέρει να παρασκευάζουν”φιλμ” αυτού του υλικού με πάχος μόλις ένα άτομο. Το φιλμ συνίσταταισε μια εξαγωνική διάταξη μορίων άνθρακα και έχει ποικίλα πλεονεκτήματα, όπωςότι είναι εύκαμπτο, διαφανές και φθηνό.

Μέχρι στιγμής, το γραφένιο δεν φαίνεται ικανό να αντικαταστήσει τα σημερινάτρανζίστορ CMOS, που αποτελούν τη βάση όλων των μικροεπεξεργαστών και τωνμνημών των ηλεκτρονικών υπολογιστών και των καταναλωτικών ηλεκτρονικώνσυσκευών. Το γραφένιο δεν έχει τις ίδιες φυσικές ιδιότητες με τα υλικά τωνπαραδοσιακών ημιαγωγών και δεν μπορεί -ακόμα τουλάχιστον- να πετύχει τα ίδιαπράγματα με ένα συμβατικό τρανζίστορ. Όμως η βιομηχανία ημιαγωγών -στην Ευρώπηκαι την Ασία ακόμη περισσότερο από ό,τι τις ΗΠΑ- το θεωρεί πολλά υποσχόμενο καιεπενδύει σε αυτό, καθώς, όπως δήλωσε ο Φαίδων Αβούρης, η ενσωμάτωση τωνσυγκριτικά φθηνότερων κυκλωμάτων γραφένιου μπορεί στο μέλλον να μειώσει τιςτιμές πολλών ηλεκτρονικών συσκευών.

Ο Φαίδων Αβούρης γεννήθηκε το 1945 στην Ελλάδα και αποφοίτησε από τοΑριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, ενώ πήρε το διδακτορικό του στηνΦυσικοχημεία από το πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν το 1974. Έκανε την μεταδιδακτορικήτου έρευνα στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια-Λος Άντζελες (UCLA) και μετάεργάστηκε ως ερευνητής στα Εργαστήρια Bell της AT&T. Το 1978 μεταπήδησεστην ΙΒΜ, όπου και παραμένει μέχρι σήμερα ως κορυφαίος ερευνητής, επικεφαλήςτου τομέα νανοεπιστήμης και νανοτεχνολογίας, όπου θεωρείται πρωτοπόρος σεδιεθνές επίπεδο. Έχει επίσης διατελέσει καθηγητής στα πανεπιστήμια Κολούμπιακαι Ιλινόις.

Η θεωρητική (βασική) και πειραματική (εφαρμοσμένη) έρευνά του εστιάζεται στις ηλεκτρικές, οπτικές και οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες των νανοσωλήνων άνθρακα καιτου γραφένιου, έχοντας δημοσιεύσει περισσότερες από 360 επιστημονικές εργασίεςπάνω σε αυτά τα θέματα. Το 1998, η ομάδα του στην ΙΒΜ παρουσίασε το πρώτο στονκόσμο μοριακό τρανζίστορ βασισμένο σε νανοσωλήνες άνθρακα, το οποίο βελτίωσεπεραιτέρω τα επόμενα χρόνια. Ο Φαίδων Αβούρης έχει ανοίξει το δρόμο για μιαενοποιημένη ηλεκτρονική και οπτοηλεκτρονική τεχνολογία με βάση τα υλικά απόάνθρακα. Είναι μέλος πολλών επιφανών επιστημονικών και ακαδημαϊκών ενώσεων καιέχει βραβευτεί κατ’ επανάληψη για το έργο του.

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου

Σημείωση: Μόνο ένα μέλος αυτού του ιστολογίου μπορεί να αναρτήσει σχόλιο.

Share This

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Press to The Image and Visit "Ask-Me-Anything ?'

Ask Me Anything ?


Δείτε τώρα σε Real Time τις τελευταίες αναρτήσεις των φίλων μας στην Ιστοσελίδα μας στο Face Book.Σύρετε την μπάρα για να δείτε περισσότερες αναρτήσεις και πατείστε με αριστερό κλίκ την ανάρτηση που επιλέξατε για να μεταφερθείτε αμέσως..!!