Grafeenin ja hiilinanoputkien käyttöä laventaen

Lontoon Queen Mary -yliopiston ja Paragraf -yhtiön tutkijat ovat osoittaneet merkittävän askeleen eteenpäin grafeenipohjaisten memristoreiden kehittämisessä ja niiden potentiaalin vapauttamisessa tulevaisuuden laskentajärjestelmissä ja tekoälyssä (AI).

Tämä innovaatio on saavutettu erityisesti kiekkojen mittakaavassa. Näin se alkaa tasoittaa tietä kohti grafeenipohjaisten memristoreiden skaalautuvaa tuotantoa, haihtumattoman muistin ja keinotekoisten neuroverkkojen (ANN) kannalta tärkeitä laitteita.

Grafeenin integrointi voi parantaa näitä laitteita dramaattisesti, mutta sitä on ollut tunnetusti vaikea sisällyttää elektroniikkaan skaalattavalla tavalla viime aikoihin asti. Nyt tutkijat raportoivat korkealaatuisen yksikerroksisen grafeenin suorasta kasvusta safiirikiekoilla massatuotannossa käyttämällä kaupallista metalli-orgaanista kemiallista höyrypinnoitusjärjestelmää (MOCVD)

Tämä tutkimus on keskeinen askel grafeenielektroniikan skaalautuvuuden tiellä. Puolijohdeprosessien kanssa yhteensopivan korkealaatuisen grafeenin valmistaminen on ollut historiallisesti merkittävä este.

"Tämä Lontoon Queen Mary -yliopiston kanssa toteutettu uusin kehitystyö memristorista konseptin todisteeksi on tärkeä askel grafeenin käytön laajentamisessa elektroniikassa magneettisista ja molekyylisensoreista sen osoittamiseen, kuinka sitä voitaisiin käyttää tulevissa logiikka- ja muistilaitteissa", sanoo Paragrafin teknologiajohtaja John Tingay.

Tutkijat ovat saavuttaneet merkittävän läpimurron myös nanoputkien synteesissä kehittämällä uuden katalyytin, joka mahdollistaa hiilinanoputkien atomien järjestelyn tarkan kiraalisuuden hallinnan.

Tämä edistys tasoittaa tietä innovatiivisten puolijohdelaitteiden luomiselle ja vastaa haasteeseen, joka on ollut ratkaisematta yli 30 vuotta.

Ryhmä, joka koostuu tutkijoista eri puolilta Japania, jota johtaa apulaisprofessori Toshiaki Kato Advanced Institute for Materials Researchista (WPI-AIMR), on onnistuneesti syntetisoinut hiilinanoputkia, joiden kiraalinen indeksi on 6,5 erittäin korkealla yli 95 % puhtaudella.

"Hiilinanoputkilla on erittäin kysyttyjä ominaisuuksia mutta kykenemättömyys hallita hiilinanoputkien kiraalisuutta on ollut merkittävä este niiden teolliselle käytölle, joten tämä projekti käynnistettiin etsimään katalyyttiä, joka voisi johdonmukaisesti tuottaa halutun kohteen", Kato toteaa.

Kehitettyä kolmimetallista NiSnFe katalyyttitekniikkaa voitaisiin mahdollisesti käyttää tulevaisuudessa myös muunlaisen kiraalisuuden saavuttamiseen.

Tutkimusryhmä odottaa, että heidän havainnot johtavat merkittäviin edistysaskeliin puolijohderakenteiden valmistuksessa ja käytössä.

Aiheesta aiemmin:

Grafeenia, fotosynteesiä ja tekoälyä vihreään energiantuotantoon

Hiilinanoputket käyttöön