Цілком імовірно, що графену доведеться трохи посунутися з першого місця п'єдесталу пошани, яке він займає у якості найбільш перспективного матеріалу для створення електронних пристроїв і мікропроцесорів наступних поколінь. А змістити звідти графен зможе новий матеріал, станен (Stanene), який також є матеріалом одноатомної товщини, що складається з атомів олова і фтору. Згідно з розрахунками вчених- фізиків з Стенфордського університету і Національної лабораторії лінійних прискорювачів SLAC американського Міністерства енергетики (US Department of Energy, DOE), цей матеріал може стати першим у світі матеріалом, який проводить електричний струм з 100-відсотковою ефективністю, як при кімнатній температурі, так і при більш високих температурах, при яких працюють кристали сучасних мікропроцесорів.

Назва станен походить від латинської назви олова станнум (stannum), об'єднаного з закінченням -ен, запозиченим у назви графен. "Якщо наші розрахунки будуть підтверджені результатами експериментів, які вже проводяться зараз у кількох лабораторіях по всьому світі, то станен стане матеріалом, використання якого дозволить значно збільшити швидкість роботи комп'ютерних процесорів майбутніх поколінь, знизивши при цьому кількість споживаної і виділюваної ними енергії" - розповідає Шоукенг Занг (Shoucheng Zhang), професор фізики з Стенфордського університету і керівник об'єднаної наукової групи.

Протягом досить довгого часу професор Занг разом з його колегами працювали над попередніми розрахунками електричних і електронних властивостей матеріалів особливого виду, відомих як топологічні ізолятори. Такі матеріали здатні проводити електричний струм не крізь всю площу їх перетину, а лише по окремих ділянках, найчастіше по краях і по поверхні. Такі незвичайні електричні властивості топологічних ізоляторів обумовлюються складними взаємодіями електронів матеріалу і ядер атомів важких елементів. Але якщо топологічний ізолятор стає товщиною в один атом, весь цей матеріал перетворюється на поверхню, котра проводить електричний струм без всяких втрат, зі 100-відсотковою ефективністю.

Обчислення, здійснені групою професора Занга, показали, що матеріал, який складається з одного шару атомів олова, буде топологічним ізолятором, і, як наслідок цього - високотемпературним надпровідником, що "працює" при кімнатній температурі. А додавання атомів фтору до складу цього матеріалу дозволило стабілізувати його унікальні властивості і при більш високих температурах, принаймні, до 100 градусів за шкалою Цельсія. Цей діапазон цілком відповідає температурному діапазону, при якому працюють кристали більшості мікропроцесорів і інших електронних чипів.

Для нового матеріалу найголовнішою областю застосування вчені бачать використання його у якості матеріалу електричних провідників, які з'єднують у єдине ціле окремі елементи і функціональні вузли мікропроцесорів. Використання станену у цій ролі дозволить електронам переміщатися не зустрічаючи опору на своєму шляху, що призведе до зниження втрат у вигляді виділеної теплової енергії. "Крім цього, унікальні властивості станену можна використовувати для створення більш дрібних "цеглинок", з яких складаються всі комп'ютерні чипи, - транзисторів. Але до цього ми прийдемо лише після того, як досконально вивчимо всі властивості цього матеріалу і знайдемо рішення деяких технологічних проблем" - розповідає професор Занг.

Проблеми технологічного плану, про які згадує професор Занг, полягають у необхідності забезпечення цілісності і збереження одноатомного матеріалу з відносно легкоплавкого олова під час високотемпературних процесів при виробництві напівпровідникових чіпів. Але, будемо сподіватися, що вчені знайдуть прийнятне вирішення вищеописаної проблеми і світ у недалекому майбутньому побачить нові енергоефективні та високопродуктивні мікропроцесори.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org