Žijeme v době křemíkové. Čeká nás doba grafenová?

2. březen 2016

Křemík můžeme bez nadsázky označit za prvek moderní doby. Díky jeho využití v různých odvětvích průmyslu vědci mluví o době křemíkové. Na technologickém kolbišti se ale objevil další hráč: grafen. Vystřídá dobu křemíkovou doba grafenová?

„Téměř 98 % elektronických obvodů v běžných zařízeních je založeno na křemíku. Má spoustu výhod, a proto se ho výrobci drží,“ uvedl v Magazínu Leonardo Jan Voves z Katedry fyziky Elektrotechnické fakulty ČVUT.

Přesto je výzkum zaměřen i na hledání nových materiálů, ať už monokrystalických polovodičů nebo pro budoucnost velmi perspektivních organických materiálů, dodal expert.

Také grafen, supertenká forma uhlíku, nabízí budoucím konstruktérům mnoho zajímavých vlastností, jak vysvětlil Otakar Frank z Ústavu fyzikální chemie Jaroslava Heyrovského.

„Je to nejpevnější materiál na světě vzhledem k tloušťce. Jde o materiál s největší tepelnou vodivostí, zajímavé jsou i jeho optické vlastnosti: je téměř průsvitný, což z něj dělá ideální materiál pro vodivé vrstvy dotykových displejů nebo fotovoltaických článků.“

Čtěte také

V prototypech magnetických senzorů dokonce grafen překonává až 10krát svou citlivostí křemík. V jedné oblasti ale grafen křemík zatím ohrozit nemůže.

„Grafenu chybí oproti křemíku něco velmi podstatného na to, aby mohl být použit v tranzistorech, a to je takzvaný zakázaný pás. Grafen není polovodič, a aby pouštěl selektivně proud, v něm musíme napřed vytvořit zakázaný pás. To je sice možné, ale není to moc energetický výhodné,“ konstatoval Frank.

Přesto by se právě grafen mohl stát výkonným spoluhráčem křemíku uvnitř elektronických zařízení, a možností se nabízí hned několik.

„V náhradě jednotlivých propojení, které jsou dodnes realizovány mědí, si lze představit nasazení grafenu hned. Také pro chlazení čipů a odvod tepla z jejich povrchu.“

Rychlost přenosu elektrické informace po stávajících vodičích relativně malá proti tomu, co by přinesla náhrada za přenos informace optickou cestou, připomněl fyzik.

Podle něj by se o konkrétní logické operace nadále staral křemík. „Ale potom by informace byla pomocí malého čipu, v jehož středu by byla grafenová anténka, přenesena na další jiný čip opět s grafenovou anténkou.“

„To, co nám může nabídnout grafen, nám jiný materiál momentálně nabídnout nemůže,“ shrnul výhody grafenu Otakar Frank.

autoři: oci , , ošv
Spustit audio