Ovaj novi materijal je možda najbolji poluprovodnik ikada pronađen, ali postoji začkoljica

Istraživači su pronašli bolji poluprovodnik od silicijuma, što bi potencijalno omogućilo još brže i manje kompijuterske čipove u budućnosti.

Nova studija, objavljena u časopisu Science prošlog meseca je dokazala da kubni bor arsenid ima znatno veću mobilnost prema elektronima i njihovim pozitivno naelektrisanim parnjacima od silicijuma, sveprisutnog poluprovodnika koji se koristi za elektroniku i računare.

Ovo otkriće je veliki napredak u istraživanju poluprovodničkog materijala i pobeda Gang Čena, jednog od istraživača i profesora mašinstva na Tehnološkom institutu u Masačusetsu koji je bio lažno optužen od strane FBI-ja za skrivanje veza sa Kinom.

Pored svoje visoke ambipolarne mobilnosti, kubni bor arsenic takođe nadmašuje silicijum u pogledu provođenja toplote, potencijalno smanjujućći pregrevanje i potrebu za sistemima za hlađenje u uređajima.

“Toplota je sada glavno usko grlo za mnoge elektronike”, kaže Jungvo Šin, student postdoktorskih studija na MIT-ju i glavni autor rada. On je naveo kako silicijum karbid, koji ima tri puta veću toplotnu provodljivost od silicijuma, zamenjuje silicijum u energetskoj elektronici kod električnih vozila, uključujući i one koje proizvodi Tesla. Naprednije jedinjenje poluprovodnika štedi težinu i daje vožilima duži domet.

“Zamislite šta bor arsenidi mogu da postignu sa 10 puta većom toplotnom provodljivošću od silicijuma”, kaže on, nazivajući materijal potencijalnim “potpunim obrtom”.

To je “najbolji poluprovodnički materijal ikada pronađen”, a možda i najbolji, rekli su istraživači u saopštenju za štampu.

U novoj studiji se dodaje da je kubni bor arsenid “jedinstven i obećavajući materijal za narednu generaciju elektronike”, kaže Ši Čen, docent na Univerzitetu u Kaliforniji, Riversajd, za VICE World News. Učestvovao je i u prethodnoj studiji sa istom grupom 2018. Godine koja je potvrdila visoku toplotnu provodljivost kubnog bor arsenida.

Dok se čini da kubni bor arsenic ispunjava sve uslove za idealan poluprovodnik, i dalje ostaje nepoznato da li je to održiva zanema za silicijum jer istraživači tek treba da pronađu praktičan način da proizvedu kvalitetan kubni bor arsenid u rasutom stanju.

“Jedan od glavnih izazova jeste uzgoj visokokvalitetnih kubnih kristala bor arsenida”, kaže Čen- do sada su istraživač mogli da dobiju samo kristale manje od jednog centimetra, čija termička i električna svojstva nisu ujednačena.

U drugoj nedavnoj studiji, takođe je identifikovao nečistoće koje su smanjile pokretljivost materijala. “Da bismo komercijalizovali ovaj materijal, mislim da je potrebno više napora da se istraži sinteza kristala visoke čistoće” dodaje Čen.

Dok se to ne reši, nejasno je da li i kako se kubni bor arsenid može primeniti, priznaje se u studiji. “Da li će, ili gde će se zaprvo koristiti, ne znamo”, kaže Gang Čen.

Čen, odomaćeni državljanin SAD, bio je među desetinama naučnika na meti američkih vlasti u okviru Kineske inicijative, kontroverzne šeme pokrenute pod Trampovom administracijom kako bi se iskorenile špijunske aktivnosti u kampusu. Nakon njegovog hapšenja početkom 2021. godine, više od 100 članova MIT-ja je potpisalo otvoreno pismo izražavajući zabrinutost da se naučnici kinskog porekla etnički profilišu. “Ne možete prihvatiti nauku i činjenice dok stvarate atmosferu punu straha za naučnike”, napisali su.

Američke vlasti su u januaru povukle sve optužbe protiv njega i mesec dana kasnije okončale program. “Silna krivična gonjenja vrše teror nad nevinim ljudima- svuda” piše Čen u uvodniku časopisa Science kasnije.

Pojedini akademci poput Čena i zajednice kineskih naučnika u SAD su snosili primarnu štetu od “nepravednog ispitivanja” u mnogim slučajevima u Kineskoj inicijativi, kaže Jangjang Čeng, naučnik na Pravnom fakultetu Univerziteta Jejl za VICE World News.

“Kineski naučnik imigrant, ili bilo koji imigrant, treba da uživa slobodu i jednaku zaštitu kao građani koji su se tu rodili, jer je migracija ljudsko pravo, bez obzira na profesiju ili percipirani ‘doprinos društvu’, dodaje Čeng.