นักวิจัยสร้างเซมิคอนดักเตอร์จากแกรฟีน เขย่าวงการอิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลก

นักวิจัยจากสหรัฐฯ สร้างเซมิคอนดักเตอร์เชิงฟังก์ชันตัวแรกที่ทำจากแกรฟีน แทนที่จะเป็นซิลิคอน ประกาศศักราชใหม่ ปูทางไปสู่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีขนาดเล็กลง และมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกาและจีน เผยผลงานสร้าง เซมิคอนดักเตอร์แบบฟังก์ชันตัวแรกที่ทำจากแกรฟีน แทนที่จะเป็นซิลิคอน ถือเป็นการประกาศศักราชใหม่ของวงการอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และปูทางไปสู่การสร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดเล็กลง เร็วขึ้น และมีประสิทธิภาพมากขึ้น

ภาพจาก Georgia Institute of Technology

สำหรับ เซมิคอนดักเตอร์ (semiconductor) หรือสารกึ่งตัวนำ เป็นวัสดุที่มีคุณสมบัติของการนำไฟฟ้าภายใต้สภาวะเฉพาะ และเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่สำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ซึ่งส่วนใหญ่แล้วจะมีส่วนประกอบของซิลิคอน (Silicon) ซึ่งเป็นธาตุกึ่งโลหะ ที่กำลังเป็นที่ต้องการสูง

ทีมนักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย (Georgia Institute of Technology) ในเมืองแอตแลนตา รัฐจอร์เจีย ประเทศสหรัฐอเมริกา และทีมวิจัยจากนครเทียนจิน สาธารณรัฐประชาชนจีน จึงมองหาวิธีใหม่ ด้วยการใช้แกรฟีน (Graphene) ซึ่งเป็นคาร์บอนรูปแบบหนึ่ง ที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว แต่ยังแข็งแรงกว่าเหล็กถึง 100 เท่า และมีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าและความร้อน มาใช้แทนที่ซิลิคอน

ภาพจาก Georgia Institute of Technology

โดยศาสตราจารย์ วอลเตอร์ เดอ เฮียร์ (Walter de Heer) ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย ผู้นำการวิจัยครั้งนี้กล่าวว่า จากการทดสอบของทีมวิจัย พบว่าเซมิคอนดักเตอร์แกรฟีน มีความคล่องตัวมากกว่าซิลิคอนถึง 10 เท่า และทำให้ได้การประมวลผลที่เร็วขึ้น โดยผลงานปัจจุบันของทีม จะเป็นเซมิคอนดักเตอร์สองมิติเพียงตัวเดียว ที่มีคุณสมบัติที่จำเป็นทั้งหมดที่จะใช้ในนาโนอิเล็กทรอนิกส์ และเคลมว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าของมันนั้น มีความเหนือกว่าเซมิคอนดักเตอร์สองมิติอื่น ๆ ที่กำลังพัฒนาอยู่มาก

ทีมวิจัยได้ตีพิมพ์งานวิจัยนี้ ลงในวารสารวิชาการ เนเจอร์ (Nature) เมื่อวันที่ 3 มกราคมที่ผ่านมา ทั้งนี้ทีมวิจัยหวังว่า ผลงานของพวกเขาจะสามารถเปิดประตูสู่การเปลี่ยนแปลงในการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ นำไปสู่การใช้งานเซมิคอนดักเตอร์ที่อาจจะช่วยให้ใช้พื้นที่เล็กลง แต่ทำงานได้ไว และกระจายความร้อนได้น้อยลงอีกด้วย