پایان دوران سیلیکون؟ اولین رایانه با مواد دو بعدی ساخته شد

پژوهشگران دانشگاه پن‌استیت موفق شدند نخستین رایانه مبتنی بر فناوری CMOS را با استفاده از مواد دوبعدی بسازند؛ موادی که تنها یک اتم ضخامت دارند. این دستاورد می‌تواند راه را برای نسل جدیدی از تراشه‌های نازک‌تر، سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر هموار کرده و جایگاه سیلیکون در دنیای کامپیوتر را به چالش بکشد.

دهه‌هاست که سیلیکون به عنوان ستون فقرات فناوری نیمه‌هادی در گوشی‌های هوشمند، کامپیوترها و خودروهای برقی شناخته می‌شود.

با این وجود، به نظر می‌رسد این سلطنت بالاخره به چالش کشیده شده است. پژوهشگران دانشگاه پن‌استیت (Penn State) در یک دستاورد بی‌سابقه، موفق شدند اولین کامپیوتر ساخته شده با استفاده از مواد دو بعدی را ایجاد کنند؛ موادی که تنها به ضخامت یک اتم هستند و برخلاف سیلیکون، در این مقیاس نازک همچنان خواص الکترونیکی خود را حفظ می‌کنند.

در این تحقیق که در تاریخ 11 ژوئن در نشریه Nature منتشر شده، پژوهشگران موفق شدند یک رایانه مبتنی بر فناوری CMOS بسازند، فناوری جذابی که در قلب تقریبا تمام دستگاه‌های الکترونیکی مدرن قرار دارد، آن هم بدون استفاده از سیلیکون.

در این سیستم به جای استفاده از سیلیکون رایج، از دو ماده دوبُعدی مختلف استفاده شده: دی‌سولفید مولیبدن برای ترانزیستورهای نوع n و دی‌سلنید تنگستن برای ترانزیستورهای نوع p.

نسل جدید سیستم‌های رایانه‌ای در راه است

به گفته دکتر ساپتارشی داس (Saptarshi Das)، سرپرست تیم پژوهش، هرچند سیلیکون پیشرفت‌های چشمگیری در صنعت الکترونیک ایجاد کرده، اما با کوچک شدن ترانزیستورها، عملکرد آن افت می‌کند و اکنون به نقطه‌ای رسیده‌ایم که شاهد برخی محدودیت‌ها و مشکلات هستیم. در مقابل، مواد دو بعدی می‌توانند خواص الکترونیکی استثنایی خود را در ضخامت‌های اتمی حفظ کنند.

به گزارش وب‌سایت Psu.Edu، ساخت رایانه CMOS نیازمند ترانزیستورهای نوع n و p به‌صورت هم‌زمان است؛ چیزی که تا کنون با مواد دو بعدی در مقیاس گسترده عملی نشده بود. اما این تیم با استفاده از روش MOCVD (رسوب‌دهی بخار شیمیایی فلز-آلی) موفق به تولید گسترده این ترانزیستورها شد و با بهینه‌سازی ساخت، توانستند مدارهای منطقی CMOS کاملاً کاربردی بسازند.

در همین رابطه بخوانید:

– خمیر سیلیکون چیست؟ آشنایی با نحوه استفاده از خمیر حرارتی و انواع آن

اگرچه فرکانس کاری این سیستم کامپیوتری ساخته شده از مواد دو بعدی فعلاً پایین‌تر از مدارهای مبتنی بر سیلیکون است، اما پژوهشگران تأکید می‌کنند که این تنها آغاز راه بوده و کامپیوترهای فعلی (که مبتنی بر سیلیکون هستند) پس از 40 سال توسعه به این نقطه رسیده‌اند. با پیشرفت تدریجی فناوری مواد دو بعدی، آینده‌ای برای ساخت رایانه‌هایی نازک‌تر، سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر رقم خواهد خورد.

نظر شما در رابطه با این دستاورد علمی چیست؟ آیا به عصر جدید در دوران رایانه وارد شده‌ایم؟