גרמן הוא יריב של הגרפן. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

גרמן הוא יריב של הגרפן

18.05.2013

גרמן (Germanane) - חד שכבת גרמניום - יכולה להיות מבוקשת באלקטרוניקה בשל תכונותיה הייחודיות וקלות הייצור שלה. חוקרים מאוניברסיטת אוהיו סטייט בקולומבוס פיתחו שיטה חדשה להפקדת גרמניום במונו-שכבות (כלומר, שכבות בעובי אטום אחד), תוך הגברת היעילות בפקטור של 10 בהשוואה לסיליקון ויצירת שיטת ייצור פשוטה יותר מאשר עם חומרים מהדור הבא כגון גרפן (חד-שכבה של אטומי פחמן).

"הצלחנו לייצר אנלוגי גרמניום של גרפן, כלומר מונו-שכבות שמתחברות למימן באותו אופן כמו גרפן, אבל הרבה יותר קל לייצור", אמר פרופסור ג'ושוע גולדברגר מאוניברסיטת אוהיו. "בתוך כך, נשנה מחומר בעל מרווח פס עקיף לחומר בעל מרווח פס ישיר, המאפשר שימוש בו גם למטרות אופטיות.

גולדברגר טוען שסינתז לראשונה סריגי גביש טהורים בגודל מילימטר של גרמניום קשור במימן (GeH) על ידי דה-אינטרקלציה טופוכימית של GaGe2. גולדברגר מתאר את החומר הזה כחומר של ואן דר ואלס בשכבות הדומה לגרפן מלוכד (CH). גולדברגר כינה את החומר שלו "גרמן" כדי לציין את הדמיון לגרסה חד-שכבתית של גרפן בשם גרפן.

מלבד העובדה שהחומר החדש מבוסס על גרמניום ולא על פחמן כמו גרפן, ההבדל המשמעותי ביותר הוא שגרמן יהיה קל יותר לגידול באמצעות ציוד מוליכים למחצה סטנדרטיים מאשר גרפן. גולדברגר צופה שהחומרים החדשים ישמשו במכשירים אופטו-אלקטרוניים מהדור הבא וחיישנים מתקדמים, שכן חישובים מראים שניידות האלקטרונים תהיה טובה פי 5 מגרמניום בתפזורת (פי 10 יותר מסיליקון) עם פער פס של 1,53 eV, שהוא מעט יותר מזה של גליום ארסניד.

חוקרי גרפן כבר הוכיחו שהמאפיינים האלקטרוניים של מוליכים למחצה חד-שכבים יכולים להיות טובים משמעותית מאלו של חומרים בתפזורת, ומאמצים רבים הושקעו כדי ליצור שכבות מונו-שכבות פונקציונליות של מבני גביש המחוברים באופן שונה. ניידות הנשאים הגבוהה באה על חשבון האיכות המעולה של הטופולוגיה האולטרה-דקה, אך אם השכבות המונו-שכבות הללו משולבות ליישום ספציפי, חומרים דקים במיוחד יכולים להיות רגישים יותר ליישומים תחושתיים מאשר חומרים בתפזורת.

היסטורית, הגרמניום היה זה שהפך למוליך למחצה הראשון בשימוש באלקטרוניקה. זה קרה עוד בשנת 1947 במעבדות AT&T Bell. ורק עשרות שנים מאוחר יותר, הצליחו החוקרים להתגבר על מספר בעיות כדי לאפשר שימוש בסיליקון באלקטרוניקה. נראה שהמצב עם חומרים חד-שכבתיים חדשים לאלקטרוניקה עשוי לחזור על ההיסטוריה.

<< חזרה: Transcend MSM610 Solid State Drive 19.05.2013

>> קדימה: מחשבון תאים חיים 18.05.2013

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

תולעים שאוכלות פלסטיק 24.03.2020

כל יום אנחנו משתמשים בשקיות ניילון וזורקים הרבה מוצרי פלסטיק. הדבר מזהם את הסביבה עד כדי כך שפסולת פלסטיק שימשה את בעלי החיים כחומרי בניין ואף נאכלה על ידם. אקולוגים מכל העולם מנסים להמציא דרך יעילה לנקות את הטבע מפסולת פלסטיק ומדי פעם מציעים אפשרויות מעניינות ויוצאות דופן מאוד. לדוגמה, מדענים קנדיים מאמינים שהזחלים של מה שנקרא עש השעווה הגדול יכולים להרוס ביעילות פסולת פלסטיק. התברר שהם, יחד עם חיידקי המעיים שלהם, בתיאבון רב אוכלים ומעכלים פוליאתילן, שהצטבר הרבה על הפלנטה שלנו.

זחלי עש שעווה גדולים, הידועים גם בתור תולעי שעווה, הם למעשה בעיה עבור כוורנים. הם ניזונים באופן פעיל ממסרקות שעווה ומשמידים חלק מהדבש שנאסף על ידי דבורים, אז אנשים מנסים להילחם בהם. עם זאת, בשנת 2017, חוקרים גילו שהם יכולים להפיק תועלת סביבתית גדולה על ידי אכילת פוליאתילן וייצור האלכוהול הדו-הידרי אתילן גליקול כתוצר לוואי.

במהלך העבודה המדעית, מדענים קנדים הכניסו את הזחלים בכוונה לתזונה המורכבת כולה מפוליאתילן. כפי שהתברר, התולעים אוכלות פסולת פלסטיק בתיאבון רב, כי תוך שבוע אכלו 60 אנשים שבר פלסטיק של שקית בשטח של יותר מ-30 סנטימטר רבועים. יתרה מכך, במהלך העבודה הנוספת התברר שהזחלים יכולים לאכול גם חומרים אחרים המזהמים את כוכב הלכת שלנו, אבל החוקרים עדיין לא ציינו על מה בדיוק הם מדברים.

חיידקי המעי מסייעים מאוד בעיכול הפוליאתילן על ידי הזחלים. מדענים למדו על כך כשהשוו את הרכב חיידקי המעיים היושבים על דיאטה "פלסטיקית" של זחלים ואינדיבידואלים שאכלו את שעוות הדבורים הרגילות. התברר שריכוז חיידקי המעיים בתוך אוהבי פסולת הפלסטיק היה גבוה בהרבה מהשאר. משמעות הדבר היא שחיידקי המעי פשוט נחוצים עבור הזחלים לעכל פוליאתילן.

אפילו יותר על חשיבותם של חיידקי המעי, מדענים השתכנעו במהלך ניסוי נוסף. הם בחרו כמה זחלים והסירו מהם לחלוטין את חיידקי המעיים שלהם עם אנטיביוטיקה. קבוצה זו אכלה פסולת פלסטיק במשך שנה והעיכול היה קשה עבורה. מסתבר שקיימת סינרגיה בין הזחלים לחיידקי המעי, כלומר סיוע הדדי.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר