لقد وصل التنافس بين الصين والولايات المتحدة إلى مستوى في مجالات العلوم والتكنولوجيا لم نشهده منذ الحرب الباردة. حاليًا، تقود هاتين القوتين العظميين سباق الفضاء، بالإضافة إلى المنافسة في تطوير أشباه الموصلات. ومع ذلك، هذه المرة نترك الأمر عند هذا الحد، متناسين أن الولايات المتحدة لا تشتري الرقائق “المصنوعة في الصين” وأن الصين تجاوزت القيود لصالح نموها.
وتم إصداره مؤخرًا دراسة داخل طبيعةوقد تم تحقيق التعاون بين جامعات البلدين تطوير طريقة لصنع أشباه الموصلات من الجرافين.
ثورة الكمبيوتر
وكان علماء من جامعة تايجين (UTC) في الصين ومعهد جورجيا للتكنولوجيا (ITG) في الولايات المتحدة مسؤولين عن هذا الاكتشاف المهم. حالياً، جميع تكنولوجيا أشباه الموصلات التي نستخدمها اليوم مصنوعة من السيليكونيصل العنصر إلى الحد الأدنى من مستوياته وسرعان ما يصل إلى الحد الأقصى.
إن السباق لإنشاء أشباه الموصلات باستخدام طبقة أساسية مختلفة ليس جديدًا، فمنذ العقد الأول من العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم اقتراح الجرافين كمرشح رئيسي ليحل محل السيليكون. نجح تعاون بين الصين والولايات المتحدة أخيرًا في إيجاد طريقة لاستخدام الجرافين في إنتاج الرقائق.
ووفقا للبيان الصحفي، ذكرت بواسطة موجة ألمانية, يعد المؤلف الرئيسي للمقال، والتر دي هير، باستخدام الجرافين هو الخطوة الكبيرة التالية لصنع الرقائق الدقيقة يأخذنا إلى مستقبل الحوسبة.
لا نعرف أين سينتهي هذا، لكننا نعلم أننا نفتح الباب أمام تحول نموذجي كبير في مجال الإلكترونيات. الجرافين هو الخطوة التالية. من يدري ما هي الخطوات التالية بعد ذلك، ولكن من المحتمل جدًا أن يصبح الجرافين هو النموذج خلال الخمسين عامًا القادمة.
لدى والتر دي هير عدة أسباب لتأكيد ما ورد أعلاه، وهو المركب الذي طوروه لرقائق الجرافين والذي يسمى “إيبيجرافين”. حركة الإلكترون أسرع بعشر مرات من حركة السيليكون. يمكننا أن نفكر في الإبيجرافين، المصنوع من كربيد السيليكون، باعتباره وسيلة عالية السرعة للإلكترونات، مما يسمح لنا بمعالجة المعلومات بشكل أسرع بكثير مما نفعله اليوم.
فجوة الطاقة المحظورة
ترتبط المشكلة الرئيسية لتطوير أشباه موصلات الجرافين بـ “الفرقة المحظورة” أو “فجوة الطاقة”. بشكل عام، لا تدور الإلكترونات الموجودة في المادة الصلبة حول ذرات منفردة، بل تدور في شبكة تسمى “الشبكة البلورية” فوق المادة.
هناك نوعان من العصابات في المادةال فرقة فالانس وهذا الحزام الناقل. يحتوي الأول منهما على إلكترونات تكافؤ، والثاني موصل للتيار، عندما تتحرك الإلكترونات نحو نطاق التوصيل بالرغم من الجهد. الحد من الحدود، يحتوي نطاق التكافؤ على إلكترونات التكافؤ، ونطاق التوصيل هو المكان الذي تتحرك فيه الإلكترونات.
ويوجد بين هذين النطاقين فجوة النطاق، وهي نوع من الفجوة بينهما تتطلب شروطًا معينة للسماح بحركة الإلكترونات، وبالتالي نقل المعلومات. يحتوي الجرافين على فجوة نطاقية لم يتم التعامل معها بشكل جيد حتى الآن، لأن ما يتم البحث عنه عند صنع أشباه الموصلات يمكنه نقل المعلومات في درجة حرارة الغرفة.
لماذا يجب أن نكون في درجة حرارة الغرفة؟ حسنًا، لعدة أسباب، يؤدي رفع درجة الحرارة أو خفضها إلى تكاليف الطاقة، مما يؤدي إلى إنشاء أجهزة تنظيم درجة الحرارة ورفع التكاليف. تشمل المتغيرات الضغط ومراقبة الرطوبة والارتفاع وما إلى ذلك. العمل بشكل جيد في درجة حرارة الغرفة يضمن أداء جيد الجودة.
دكتور. لي ما، جامعة تيانجينغ يشرح الأمر برمته هو كما يلي:
إحدى المشاكل القديمة في إلكترونيات الجرافين هي أن الجرافين لا يحتوي على فجوة شريطية مثالية ولا يمكنه التشغيل والإيقاف بالمعدل المثالي. على مر السنين، حاول الكثير من الناس حل هذه المشكلة من خلال طرق مختلفة. تصل تقنيتنا إلى فجوة النطاق وهي خطوة مهمة في تحقيق الإلكترونيات القائمة على الجرافين.
العلم كمجال للهدنة
هذا التقدم مهم جدًا بسبب التحسينات في الحوسبة الثورات في الحجم المعدات إنه يحسن قدرتنا على معالجة المعلومات. ومع وجود أشباه موصلات أسرع وأكثر قوة، سوف تتحسن الحوسبة، والوقت وحده هو الذي سيحدد ما يمكننا فعله بالإبيجرافين وكل ما يأتي بعد ذلك.
وبالإضافة إلى أهمية هذا الاكتشاف، يمكننا أن نحتفل بكل ما تمليه علينا السياسة والاقتصاد. تحتفظ الصين والولايات المتحدة بعلاقات إيجابية بشأن القضايا المهمة حقا، العلوم الخ. لقد كان التعاون من أجل الصالح العام دائمًا أحد المحركات العلمية الرئيسية.
