Samsung a Intel nedávno predstavili sériový 14 nm výrobný proces, vďaka ktorému môžu vyrábať menšie, výkonnejšie a energeticky úspornejšie čipy. Pre tých, ktorí nevedia o čo ide, čip sa skladá z logických jednotiek – tranzistorov. V podstate teda najmodernejšie procesory disponujú 14 nm tranzistormi. Tie sa, skladajú z množstva atómov.
Čo by ste však povedali na tranzistor s veľkosťou jedného atómu? Niečo podobné je síce ešte ďaleko, no technológiu už v podstate máme. Už dávnejšie sa vedcom v laboratóriu podarilo pomocou fosforu vyrobiť „jednoatómový“ tranzistor. Fungoval však iba pri teplote -234 stupňov Celzia.
Silicén nastupuje na scénu
Nedávno sa objavila nová konštrukcia, ktorá už vyzerá zaujímavejšie. Ide v podstate o vrstvu Silicénu, teda atómov kremíka, pospájaných chemickými väzbami. Hrúbka celej vrstvy sa rovná hrúbke jedného atómu, ide teda v podstate o 2D štruktúru.
Reálna výroba Silicénu bola pritom donedávna veľmi problematická, resp. nemožná. Táto štruktúra sa totiž pri kontakte so vzduchom veľmi rýchlo rozpadá. Najprv teda bolo potrebné vymyslieť, ako kremík izolovať.
Vo vákuovej komore sa rozpráši horúca para tvorená atómami kremíka, ktoré sa usadia na vrstve striebra a vytvoria tak silicén. Ten sa následne zakryje nanometrovou vrstvičkou hliníka. Nakoniec sa odstráni striebro a časť sa ponechá na oboch koncoch. Vzniká tak pás silicénu s elektródami na krajoch. Celá štruktúra je stabilná aj pri izbovej teplote.
Silicén vs. grafén
Procesory sa dnes vyrábajú z kremíka. Tento polovodič slúži na výrobu logických obvodov už dlho a nezdá sa, že by to malo tak skoro skončiť. Kremík totiž vieme ťažiť, čistiť a je ho na svete veľa. Ukrývajú sa v ňom však isté obmedzenia, na ktoré o niekoľko rokov narazíme. Vedci preto dlho premýšľali nad využitím, grafénu, čo je vrstva uhlíka s hrúbkou jedného atómu. Tá ponúka niekoľko výhod, ktoré by sa dali využiť.
Podobné vlastnosti však má aj silicén. Či už ide o Quantum spin Hall effect, vysokú reaktivitu ktorá pomôže v prípadnej hromadnej výrobe, premenlivý energetický rozsah, v ktorom sa nemôžu vyskytovať elektróny (band gap) a podobne. Práve premenlivý band gap je veľkou výhodou silicénu, keďže sa dá nastaviť pre rôznu elektroniku. Súčasné FET tranzistory ho majú na úrovni 0,4 eV, zatiaľ čo silicén môže ísť až na 0,1 eV.
Otázkou teda je, pre ktorý prvok sa výrobcovia rozhodnú? Kremík (silicén) alebo uhlík (grafén)? Nech sa už to bude akokoľvek, nanometrovú technológiu uvidíme na trhu najskôr v roku 2020.
