ഗ്രഫീനും സെമി കണ്ടക്ടറാകും

ഗ്രഫീൻ ഉപയോഗിച്ച് ലോകത്തെ ആദ്യത്തെ പ്രവർത്തനക്ഷമമായ സെമി കണ്ടക്ടർ നിർമിച്ച് ജോർജിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ (Georgia Institute of Technology) ഗവേഷകർ. സിലിക്കോൺ ഉപയോഗിച്ച് നിർമിക്കുന്ന സെമി കണ്ടക്ടറുകളാണ് വിപണിയിലെത്തുന്നത്. സിലിക്കോൺ സെമി കണ്ടക്ടറുകൾക്ക് ബദലായി ഗ്രഫീൻ സെമി കണ്ടക്ടറുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കും. അറിയപ്പെടുന്നതിൽവെച്ച് ഏറ്റവും ശക്തമായ കെമിക്കൽ ബോണ്ട് കൊണ്ടാണ് ഗ്രഫീനിലെ കാർബൺ ആറ്റങ്ങൾ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്. അതിവേഗത്തിൽ വളർന്നു കൊണ്ടിരിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണ വിപണിക്ക് കണ്ടുപിടിത്തം ഊർജമാകും.

ബാൻഡ് ഗ്യാപ് ഇനി പ്രശ്നമല്ല
ജോർജിയ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ടിലെ വാൾട്ടർ ഡി ഹീറിന്റെ നേതൃത്വത്തിൽ ചൈന, അത്‌ലാന്റ, ജോർജിയ, ടിയാൻജൻ എന്നിവിടങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ശാസ്ത്രജ്ഞരാണ് ഗ്രഫീൻ സെമി കണ്ടക്ടർ കണ്ടുപിടിത്തതിന് പിന്നിൽ. ഗ്രഫീൻ സെമി കണ്ടക്ടറിന് വേണ്ടി 10 വർഷമാണ് ഗവേഷണം നടത്തിയതെന്ന് വാൾട്ടർ പറഞ്ഞു. സിലിക്കണിനെക്കാൾ 10 മടങ്ങ് ശേഷിയാണ് ഗ്രഫീൻ സെമി കണ്ടക്ടറുകൾക്കുള്ളത്. നാനോ ഇലക്ട്രോണിക്സിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ പറ്റുന്ന എല്ലാ സവിശേഷതകളുമുള്ള 2 ഡൈമെൻഷണൽ സെമികണ്ടക്ടർ കൂടിയാണിത്.

ബാൻഡ് ഗ്യാപ് എന്ന ഇലക്ട്രോണിക് സവിശേഷതയില്ലാത്തതിനാൽ ഗ്രഫീൻ സെമി കണ്ടക്ടർ നിർമാണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുക എന്നത് വലിയ വെല്ലുവിളിയാണ് ഉയർത്തിയിരുന്നത്. സെമി കണ്ടക്ടറുകൾ ഓണാകാനും ഓഫാകാനും സഹായിക്കുന്നത് ബാൻഡ് ഗ്യാപാണ്.  ഇത് പരിഹരിച്ചാണ് ഗ്രഫീൻ സെമികണ്ടക്ടർ നിർമിച്ചത്. എപിറ്റാക്സിയൽ ഗ്രഫീൻ സിലിക്കൺ കാർബൈഡുമായി കെമിക്കൽ ബോണ്ട് ഉണ്ടാക്കുമ്പോൾ സെമികണ്ടക്ടർ സ്വഭാവം കാണിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തലാണ് വഴിത്തിരിവായത്.

നിശ്ചിത സാഹചര്യങ്ങളിൽ വൈദ്യുതി കടത്തി വിടുന്ന സെമികണ്ടക്ടറുകളാണ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ അടിസ്ഥാനം. നിലവിലെ എല്ലാ ഇലക്ട്രിക് ഉപകരണങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കുന്നത് സിലിക്കൺ സെമി കണ്ടക്ടറുകളാണ്. എന്നാൽ വിപണിയിൽ ആവശ്യകത വർധിച്ചത് സിലിക്കോണിന്റെ ക്ഷാമത്തിലേക്കാണ് നയിക്കുന്നത്.

ഈ സാഹചര്യത്തിലാണ് ശാസ്ത്രജ്ഞർ ബദൽ മാർഗങ്ങൾ അന്വേഷിച്ച് തുടങ്ങിയത്. കണ്ടുപിടിത്തത്തിന്റെ വിശദ വിവരങ്ങൾ നാച്ചുർ മാസികയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

^{Researchers at the Georgia Institute of Technology have achieved a historic breakthrough by creating the world’s first functional semiconductor made from graphene. This revolutionary material, composed of a single sheet of carbon atoms, introduces a new era in electronics.At a time when silicon, the backbone of modern electronics, faces limitations in meeting the demands of faster computing and smaller devices, the Georgia Tech team’s discovery marks a paradigm shift in semiconductor technology.}