GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Молибденит – нов материал с удивителни свойства

February 19, 2011

Молибденитът (мolybdenite) – минерал, който в момента се ползва като средство за смазване, се оказва, че има изключителни електронни свойства, когато се използва във вид на двуизмерни ленти. Изследователи от Швейцария са изработили дигитални транзистори с изключителни характеристики от тази форма на молибденита. Ако се използва под тази форма, минералът би могъл да допринесе за разработването на по-ефективни гъвкави соларни клетки, електронни устроства и дигитални микропроцесори.

Подобно на графена, форма на въглерода с „едноатомна“ дебелина, „двуизмерният“ молибденит има електрически и оптични свойства, които далеч надвишават тези на „триизмерните“ форми на материала. Молибденитът е относително евтин минерал – молибденов дисулфид, има слоеста структура, която доста напомня графита.

Изследователски екип начело с Andras Kis от École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) е изработил молибденитови транзистори чрез методи, използвани в ранните етапи на изследване на графена. Те разтрошили кристали от молибденит и ги поставили между ленти, като постепенно отделяли слой след слой, докато останали „листи“ с дебелина от само три атома. След това те пренесли молибденитовите „листи“ върху субстрат, добавили слой от изолатор и чрез стандартна литография добали анод и катод и получили транзистор. Според Kis получените транзистори имат сходни свойства с тези, изработени с графенови наноленти.

След като Andre Geim и Kostya Novoselov демонстрираха възможностите на графена през 2004 година ( Нобелова награва за 2010 г.) има истински бум на интереса към двуизмерните материали. Въпреки че на повечето от тях се гледа повече като на куриози, получените резултати за молибденита вероятно ще станат причина за нов бум на изследвания в тази насока.

Най-вече защото молибденитът е полупроводник, което означава, че той притежава отделни нива за електроните, на които те да „прескачат“ – свойство, известно като bandgap. Това е ключова характеристика за всеки материал, който се използва в транзисторите. За да се създаде bandgap при графена, той трябва да се „нареже“ на ленти, което е сложен процес и може да доведе до загуба на някои от другите му свойства.

Първоначално за графена се считаше, че може да замени силиция в дигиталните логически схеми – сърцето на съвременните микропроцесори. Но понеже е толкова трудно той да се превърне в полупроводник, е ясно, че ще се търсят приложения в други области, като например супербързи аналогови схеми, като използваните в радарите и телекомуникациите. В същото време свойствата на молибденита обещават широко приложение в соларните клетки, светодиодите и други оптико-електронни устройства.

По материали от: technologyreview

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: електроника, наноматериали, нанотехнологии, Нови материали

  1. Peacekeeper
    20 Feb 11
    5:43 pm

    Digit = цифра. Т.е. цифрови микропроцесори, не дигитални. Както и да е.
    Тези „революционни технологии“ няма да спрат краха на цифровата индустрия, само ще го отложат. Неизбежно е преминаването към квантовата информатика.
    Колкото до соларните колектори – България и географското ѝ положение не позволява да се утвърждава като слънчева страна в енергетиката. А и технологията си има своите сериозни ограничения, дължащи се на силната зависимост от метеорологичните условия. То да не е устройството на Т. Хенри Морей, което, в прочем, никой не се зае да репликира…

  2. Tonchev
    20 Feb 11
    10:59 pm

    Най-сигурният енергоизточник е слънцето. То неизменно изгрява всеки ден, независимо от метеорологичните условия. Дори и фотоволтаиците генерират ток от светлина, а не от слънчеви лъчи само.
    А молибденът, както и много други вещества при облъчване със светлина, повече или по-малко, могат да са преки електрогенератори.
    А квантовата информатика няма да бъде толкова скоро на пазара, защото твърде много бизнес има още в цифровата. Следва да се знае, че бизнесът първо се интересува от пебалби и чак след това от нови технологии и само, ако те му носят повече печалби при не по-голям риск.

  3. крум
    20 Feb 11
    11:30 pm

    Всъщност чрез „цифов“ се изразява определен поглед към света, опредлено метод за представяне и обработка на данни. Нищо повече. Квантовите компютри също работят с цифрови данни. И квантовите компютри не са на пазара, просто защото такива няма, нито пък квантовата информатика касае потребителския пазар. Не и в смисъла влаган в понятието компютър в момента. Квантовите компютри дори не са проходили, те все още на могат да излязат от лабораториите. Всъщност реализираните досега квантови компютри се базират най-вече на силициеви кристали със специфични свойства. Нещата опират до методите на обработка на данните. Квантовата информатика предлага някои интерсни методи за решаване на тежки от изчислителна гледна точка проблеми, свързани с много големи прости числа, някои видове полиноми и други тежки научни изчисления като моделиране на органични молекули примерно.
    Силицият още е твърде далеч от края на възможностите си, какво остава за нови материали като графена и този от статията. Така че не го погребвайте силиция.

  4. Joro
    20 Feb 11
    11:43 pm

    Само да допълня – band gap (може и слята да се напише) означава забранена зона. Това е зона забранена (като енергетично състояние) за електрони, те могат да я прескочат но не и да съществуват там.
    Във всеки p-n преход има 1/валентна зона; 2/забранена зона; 3/проводива зона;
    Какво определя тя? В светодиодите – по-широката забранена зона означава излъчване към по късовълновата (синята) част от спектъра. Как – в общи линии – по-широката забранена зона се прескача от по-високоенергетични електрони. Когато по-високоенергетичен електрон рекомбинира с дупка, се получава по-високоенергетично (синьо) лъчение.
    Материал с такива характеристики например е галиевият нитрид (GaN)

  5. Joro
    21 Feb 11
    12:19 am

    Да, квантовите компютри и изчисления засега (а може и занапред) не са ориентирани към масовият потребител. Предлагат огромнаа изчислителна мощ но за сега има много технически пречки. Общо взето (който от прринсипите да ползват) това ще са безтранзисторни изчисления. 1 бит няма да е напрежение в проводник, а ще е елементарна частица с определен спин (приема се че спин е въртене на частицата около собствената си ос). Тук обаче има още същ разлики с норм компютри. Елементарна частиса (пр. електрон) ноже да има 2 спина едновременно (!), което се нарича суперпозиция и може да изразява 1 и 0 едновременно. Друга голямяа сила е сдвоуването на частиците – или т. нар квантова телепортация, за която някои предполагат че превишава скоростта на светлината. Често не се базира на силиций.
    Силцият и сега се заменя с много други полупроводници, където е необнодимо. Има галиево арсенидни процесори (по-бързи и икономични). Само някои светодиоди са от SiC. Оптоелектрониката ще съдържа малко силиций, задават се полимерни и прринтируеми транзистори… Силата на силицият е ниската му цена. Предстои появата на мемристорни олашпамети. Самият мемристор не е от силиций.

  6. Драгомир
    24 Feb 11
    2:13 pm

    И аз да допълня нещо относно „Неизбежно е преминаването към квантовата информатика“. Квантовите компютри дори и да бъдат реализирани технологично и производствено утре, то те ще имат един огромен недостатък: няма да имат квантови програмисти, които да ги програмират!
    „Програмите“ изпълнявани в квантовите компютри са принципно различни от класическите алгоритми. Практически в момента само най-добрите учени теоретици в квантовата теория са в състояние да пишат смислени „квантови програми“ – това са не повече от 100-200 човека в световен мащаб. Изключително недостатъчно за „масова употреба“.

  7. Joro
    27 Feb 11
    5:11 pm

    И интерфейсът ще заема стая, осовено ако е сканиращ тунелен микроскоп или свръхпроводящ квантовв интерференционен детектор – SQUID

  8. Tonchev
    27 Feb 11
    8:31 pm

    почти всяка технология може да стане масова, ако бизнесът реши да я наложи заедно с властта.

    сега, например, е подходящ момевт за налагане на електрически коли, но бизнесът не го е решил и продава скъпо тези коли – а в същност те могат да са на ниво „направи си сам“
    виж на
    http://www.tonchev.org/car.html

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>