Das Team der Tianjin-Universität hat erfolgreich das erste funktionelle Halbleiter-Graphen entwickelt

Nachrichten von dieser Website vom 4. Januar: Laut China Business News hat ein Forschungsteam kürzlich den weltweit ersten funktionellen Halbleiter aus Graphen hergestellt, und die entsprechende Arbeit wurde in der renommierten Fachzeitschrift Nature veröffentlicht. Das Papier trägt den Titel „Ultrahochmobiles halbleitendes epitaktisches Graphen auf Siliziumkarbid“. Die Co-Erstautoren des Papiers sind Zhao Jian, Ji Peixuan, Li Yaqi, Li Rui und die übrigen unterzeichneten Autoren stammen hauptsächlich aus dem Forschungsteam der Tianjin-Universität in China sowie Forscher des Georgia Institute of Technology in den Vereinigten Staaten.

Ma Lei, Lehrstuhlinhaberin der Universität Tianjin und geschäftsführende Direktorin des Tianjin International Research Center for Nanoparticles and Nanosystems, die Ausbilderin des Teams, sagte, dass die Forschung vom Team der Universität Tianjin und nicht von ausländischen Universitäten geleitet wurde stimmt mit Online-Gerüchten überein. Die Forschungsergebnisse wurden in der zweiten Hälfte des Jahres 2021 bekannt gegeben und die entsprechende Arbeit wird im Jahr 2022 verfasst. Die Forschungsrichtung wurde von einem der unterzeichneten Autoren, Walt A. de Heer, vorgeschlagen, und das chinesische Forschungsteam unter der Leitung von Marley übernahm die Hauptforschung und Forschungsarbeit.

Diese Seite stellt fest, dass diese Entdeckung zum richtigen Zeitpunkt kommt. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Rechengeschwindigkeit und der kontinuierlichen Schrumpfung der Gerätegrößen stößt Silizium jedoch an seine Grenzen. Halbleiter aus Graphen haben im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumhalbleitern viele Vorteile, sind mit bestehenden mikroelektronischen Verarbeitungstechniken kompatibel und sind ideale Materialien, die Silizium ersetzen können.

Das Forschungsteam nutzte erfolgreich einen speziellen Ofen, um Graphen auf Siliziumkarbid-Wafern wachsen zu lassen – ein Durchbruch. Sie stellten ein Material namens epitaktisches Graphen her, bei dem es sich um eine einzelne Graphenschicht handelt, die auf der Oberfläche eines Siliziumkarbidkristalls gewachsen ist. Die Forscher fanden heraus, dass epitaktisches Graphen bei richtiger Herstellung in der Lage ist, chemische Bindungen mit Siliziumkarbid einzugehen und mit der Bildung des Halbleitermaterials aus Graphen zu beginnen.

Den Messungen des Teams zufolge haben sie herausgefunden, dass der Graphen-Halbleiter eine zehnmal größere Beweglichkeit als Silizium aufweist, was bedeutet, dass sich Elektronen darin mit extrem geringem Widerstand bewegen. Solche Eigenschaften werden zu schnelleren Berechnungen und einem effizienteren Elektronentransport führen.

Allerdings sagte Dr. Ma Lei, dass es trotz großer Fortschritte in der Forschung lange dauern wird, Graphen-Halbleiter industriell einzusetzen. Er prognostiziert, dass es weitere 10 bis 15 Jahre dauern wird, bis die Kommerzialisierung von Graphen-Halbleitern wirklich realisiert ist. Derzeit arbeiten Dr. Marais und sein Team daran, das Graphen-Halbleitermaterial auf größere Siliziumkarbidsubstrate auszudehnen.

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