Noir pourrait phosphore l`avenir de puces électroniques?

Graphène a été longtemps considéré comme l`avenir des processeurs informatiques et électroniques. Cependant, au cours des deux dernières années, certains matériaux de cristal à deux dimensions remarquables ont vu le jour. Un nouveau challenger est le phosphore noir. Cette semaine, une équipe de recherche coréenne a compris comment créer un écart de bande accordable dans la matière, lui permettant d`être utilisé comme semi-conducteur, et (potentiellement) un remplacement supérieur pour le silicium.

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Le phosphore noir

Comme graphène, le phosphore rouge peut être séparé en feuilles d`un atome d`épaisseur. Ces feuilles sont connus comme phosphorène, mais contrairement à graphène ces couches agissent comme un excellent semi-conducteurs qui peut facilement être activé et désactivé, espérons réduire sensiblement la puissance requise pour une nouvelle génération de transistors ultra-conducteurs. Graphène est extrêmement conductrice, mais il lui manque une largeur de bande naturelle, ce qui est l`endroit où le phosphore noir pourraient intervenir.

Production

phosphore noir est un allotrope thermodynamiquement stable de l`élément, le phosphore. Stable à la température ambiante, le phosphore noir est pas une substance « d`origine naturelle » et ne peut être obtenue en chauffant du phosphore blanc sous pression extrêmement élevée, quelque 12 000 atmosphères. Les cristaux de phosphore noire résultante comportent des couches en nid d`abeille gaufrée, avec distance intercouche de 0,5 nm, une autre caractéristique similaire à graphène.Vous allez pas le croire: DARPA les recherches futures dans les ordinateurs avancésVous allez pas le croire: DARPA les recherches futures dans les ordinateurs avancésDARPA est l`une des parties les plus fascinantes et secrètes du gouvernement américain. Voici quelques-uns des projets les plus avancés de la DARPA qui promettent de transformer le monde de la technologie.Lire la suite

Une fois créé, le phosphore noir est difficile à fabriquer en grandes quantités à la largeur spécifiée. La méthode traditionnelle, appliquée également à d`autres matériaux à deux dimensions est celle d`exfoliation mécanique. Dans ce chercheurs de processus très lente écraser une quantité de phosphore rouge en poudre comprimé, puis utiliser un ruban adhésif à peler les couches jusqu`à ce qu`ils créent lentement un film de quelques couches d`épaisseur. Il est limité et limitant à la fois la fabrication et de la recherche.

Se rendant compte à quel point cette méthode est restrictive, Mark C. Hersam, chimiste à l`Université du Nord-Ouest a développé une nouvelle technique utilisant la chimie des solutions pour accélérer la production. Ils mettent un cristal de phosphore rouge et d`un solvant dans le fond d`un tube à ultrasons, qui utilise une pointe métallique vibrant rapidement pour agiter le liquide.

L`action sonique résultant, combiné avec le solvant sépare le phosphore noir en feuilles d`épaisseur nanométrique nécessaire, mis en suspension dans le liquide. Les chercheurs peuvent alors tourner-coat cette « encre » sur les surfaces, ce qui crée une distribution aléatoire des flocons minces de phosphore noir.

Alors que la technique produit un rendement ultrasonication légèrement plus grand et est un processus plus rapide, la distribution aléatoire est quelque peu problématique. Pour créer des transistors vraiment efficaces à l`aide des chercheurs de phosphore noir et les ingénieurs doivent être en mesure de spin revêtir les surfaces avec une précision beaucoup plus grande. Tel est le prochain objectif des chercheurs.

Gap Band

Un avantage majeur de l`appel de phosphore noir est sa largeur de bande naturelle. La largeur de bande interdite, ou gap d`énergie est ce qui sépare les matériaux conducteurs de semi-conducteurs. Il fonctionne comme ceci:

• Le graphène est un excellent conducteur, qui est ce qui le rend attrayant pour les processeurs informatiques. Peu de résistance signifie peu de chaleur. Malheureusement, nous ne savons pas encore comment passer dans un état non conducteur. transistors graphène ne peut pas désactiver. Bien qu`il puisse y avoir des moyens de résoudre ce problème, personne ne encore de les craquer.
• phosphore noir est aussi un excellent conducteur, mais il a aussi un écart d`énergie, ce qui signifie la quantité d`énergie qui passe à travers le matériau peut être commuté entre conducteur et isolant. Par dopage phosphore noir, vous pouvez créer des transistors traditionnels facilement. Vous pouvez également l`accorder pour produire des comportements vraiment spécifiques, ce qui permet des circuits électroniques exotiques.

Il est cet écart de bande large qui remplit matériaux scientifiques avec excitation. Ceci, combiné avec une grande sensibilité à la photo de phosphore noir pourrait voir le semi-conducteur utilisé dans tout de la détection chimique à un circuit optique.Comment les humains d`impression 3D peut-être possible Some DayComment les humains d`impression 3D peut-être possible Some DayComment le bioprinting travail? Que peut-on imprimer? Et sera jamais en mesure d`imprimer un être humain complet?Lire la suite

optique circuiterie

phosphore noir est aussi appelé un semi-conducteur « bande directe ». Ceci est une propriété rare, qui signifie que le matériel peut efficacement convertir les signaux électriques de retour à la lumière, ce qui en fait un candidat de choix pour la communication optique sur puce. Université du Minnesota Département des études supérieures en génie électrique et informatique étudiant Nathan Youngblood, dont le papier sur le phosphore noir présenté dans nature Photonics croit:

« Il est vraiment excitant de penser à un seul matériau qui peut être utilisé pour envoyer et recevoir des données optiquement et ne se limite pas à un substrat ou longueur d`onde spécifique. Cela pourrait avoir un énorme potentiel de communication à grande vitesse entre les noyaux CPU qui est actuellement un goulot d`étranglement dans l`industrie de l`informatique en ce moment « .

Un remplacement de silicium?

Alors que la Silicon Valley devrait être renommé, le phosphore noir pourrait être le matériau à prendre la conception du processeur vers de nouveaux sommets. Idéalement, le phosphore noir abaisse la tension de fonctionnement des transistors revêtus de ce qui précède « l`encre « . Cela réduira la chaleur produite pendant l`utilisation, ce qui permet des processeurs cadencés à plus rapide sans surchauffe, un processus qui a largement calé en faveur de l`ajout de noyaux. Cela renforcerait l`efficacité de la puce, et - le plus important - puissance globale de traitement.

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Il est non seulement des transistors qui pourraient bénéficier de noir de phosphore. D`autres applications dans l`électronique comprennent: panneaux solaires, les cellules solaires, batteries, commutateurs, capteurs, et plus encore. Mais comme avec la plupart des matériaux étonnant, travaillant avec, la recherche et la mise en œuvre des matériaux de niveau atomique prendra du temps, donc ne vous attendez pas un ordinateur opto-électronique jouer Minecraft dans un proche avenir.Efficace. Pas cher. Impressionnant. Voici pourquoi New Spray-sur les cellules solaires MatièreEfficace. Pas cher. Impressionnant. Voici pourquoi New Spray-sur les cellules solaires MatièreLe coût de l`énergie solaire est mis à tomber abruptement après une équipe de scientifiques travaillant à l`Université de Sheffield au Royaume-Uni a annoncé le développement de cellules solaires en utilisant un procédé de pulvérisation sur.Lire la suite

Devrions-nous Excité?

Oui bien sûr. Nous parlons littéralement de l`avenir potentiel à la fois l`informatique et de la communication optique. Nous devrions cependant pas se réjouir et sauter à bord d`un train de battage du phosphore noir, parce que ce sera un long vieux voyage sans fin définitive en vue. matériaux étonnants comme Black phosphore, comme graphène, comme du bisulfure de molybdène sont tous à changer l`avenir. Mais pas aussi vite que nous le voudrions.

Etes-vous excité par des matériaux futuristes? Ou est-ce tout simplement un tas de battage médiatique? Dites-nous ce que vous en pensez!