Supravodičové čipy realitou

|

Väčšina chemických prvkov sa stane pri nízkych teplotách alebo vysokom tlaku supravodičmi, doteraz sa však túto vlastnosť nepodarilo dosiahnuť u medi, striebra, zlata a germánia. Vedci z Forschungszentrum Dresden-Rossendorf (FZD) v Nemecku vytvorili prvé supravodivé germánium. Odpovedali tiež na niekoľko otázok o supravodivosti polovodičov.

Supravodiče sú látky, ktoré vedú elektrický prúd bez strát pri ochladení na veľmi nízku teplotu. Čisté polovodiče ako kremík alebo germánium pri nízkych teplotách takmer vôbec elektrickú prúd nevedú, menia sa však na vodiče po pridaní iných atómov. Používanou metódou býva iónová implantácia, pri ktorej sa do kryštalickej mriežky polovodiča pridávajú cudzie ióny. Na vytvorenie supravodivého polovodiča je potrebné obrovské množstvo cudzích iónov, dokonca viac, než dokáže látka absorbovať.

Vedci z FZD pridali do vzoriek germánia 6 atómov gália na 100 pôvodných atómov germánia. Ukázali, že vrstva germánia hrubá len 60 nanometrov získala supravodivé vlastnosti.

Vedci vyvinuli zariadenie na obnovu kryštalickej mriežky germánia, ktorá ostáva po extrémne iónovej implantácii zničená. Využijú špeciálny blesk, ktorý povrch vzorky zahreje a zocelí.

Z vedeckého hľadiska vyzerá nový materiál sľubne. Vykazuje prekvapivo veľké kritické magnetické pole s ohľadom na teplotu, pri ktorej sa látka stáva supravodivou. Z mnohých materiálov sa supravodiče stávajú pre teplote len niečo nad bodom absolútnej nuly. Zmes gália a germánia získala supravodivosť pri teplote 0,5 Kelvina, vedci však predpokladajú, že táto teplota sa vďaka zmene parametrov pri proces vzniku látky ešte zvýši.

Vedci o supravodivých polovodičoch už dlho snívajú, videli však len málo možnosti, ako by tieto vlastnosti mohlo získať germánium. Germánium bol materiál používaný v prvej generácii tranzistorov, čoskoro ho však nahradil kremík, súčasný materiál mikroelektroniky. V poslednej dobe sa vedci znova začali zaujímať o staré dobré germánium, pretože umožňuje tvorbu rýchlejších obvodov.

Experti tiež veria v znovuobjavenie germánia pre mikro- a nanoelektroniku. Dôvodom tohto presvedčenia je blížiaci sa koniec miniaturizácie kremíkových súčiastok. Dnes sú potrebné také tenké oxidové vrstvy, že pri danej hrúbke už oxidy kremíka nepracujú správne. Germánium tak príde s dvomi veľkými výhodami: bude možné spracovávať rýchlejšie procesy a ešte viac zmenšiť elektroniku. Supravodičové germánium tak pomôže pri realizácii elektroniky v nových počítačoch.

Vedci z FZD namiesto pridania bóru, ktoré viedlo k objaveniu supravodivého kremíka pre dvomi rokmi, zvolili gálium kvôli jeho väčšej rozpustnosti v germániu. V mnohých systematických experimentoch dokázali, že supravodivosť germánia možno opakovane vyvolať. Ukázali tiež, že teplota, pri ktorej sa látka stáva polovodičom, môže byť ešte vyššia.

originál článku