Diamantové čipy nahradí křemík

Křemíkové čipy jsou masově rozšířené a velmi levné, mají však některá omezení. S rozvojem polovodičových tech...


Křemíkové čipy jsou masově rozšířené a velmi levné, mají však některá omezení.
S rozvojem polovodičových technologií se křemík zvolna posouvá na hranici svých
fyzikálních možností. Pokud vše dobře půjde, mohl by ho v relativně blízké
budoucnosti nahradit diamant.
Japonská vláda se rozhodla spustit projekt, jehož výsledkem by měly být
polovodičové prvky na bázi uhlíku. Podobné výzkumy již v řadě japonských firem
probíhají, a dá se očekávat, že i tyto subjekty se k novému projektu připojí.

Krystal z páry
Náskok před zemí vycházejícího slunce zatím mají vědci ze švédské firmy ABB,
kterým se již daří vytvářet spojitý diamantový film dostatečně kvalitní na to,
aby byl použitelný k výrobě integrovaných obvodů. Film vzniká pomocí metody
zvané mikrovlnné plazmové ukládání chemických par, která spočívá v rozkladu
molekul metanu. Atomy uhlíku se usazují na podložce, spojují se a vytvářejí
jednolitou a dostatečně tlustou diamantovou plochu. Aby byla výsledná destička
co nejhladší, jako podložka se používají krystalky průmyslového diamantu
(vyrobeného klasickými metodami, např. působením vysokých tlaků a teplot na
grafit).

Výhody uhlíku
Diamant má elektronice přinést řadu výhod. Elektrony a díry, které přenášejí
elektrický náboj v polovodičích, se v uhlíku pohybují dvakrát rychleji než v
křemíku. Napětí, při kterém je schopen pracovat uhlík, je ve srovnání s
křemíkem dokonce desetinásobné. Při napětí kolem 200 V, běžně používaném v
současném světě, musí být křemíkové prvky sdružovány, naproti tomu u uhlíkových
postačí vždy po jednom.
Také pracovní teploty jsou v případě nové technologie nesrovnatelně vyšší.
Diamant dokáže snášet teploty kolem 1 000 ?C, zatímco u křemíku tuto hranice
vymezuje 150 stupňů. Dalším plusem diamantu je prodloužená životnost, která by
měla být přinejmenším dvojnásobná.
Celá věc má ale háček, vlastně hned několik háčků. Čistý diamant je totiž možno
považovat za izolant. Aby fungoval jako polovodič, jsou do výsledného produktu
přimíchávány malé dávky příměsí (např. bór nebo dusík). Dalším zásadním
problémem je pořizovací cena uhlíkového polovodiče.
Zatímco křemíkové destičky o straně 4 milimetry je možno vyrobit s naprosto
mizivými náklady, stejně velký diamantový polotovar prozatím přijde zhruba na
10 000 Kč. Náklady mohou klesnout jen se zavedením velkovýroby, což může podle
některých odhadů trvat až 20 let. Budoucnost integrovaných obvodů pak může ale
být diamantová přesně tak, jak to předpověděl Neal Stephenson ve svém románu
Diamantový věk.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.