Углеродный материал, который называется Graphene, быстро вытесняет кремний (материал, лежащий в основе всех компьютерных чипов) из области электроники.

Graphene представляет собой один слой углеродных атомов, организованный в виде сотовой платформы; он позволяет электронным устройствам обрабатывать информацию и осуществлять радиопередачу в 10 раз лучше, чем это делают устройства на основе кремния. Использование Graphene позволяет производить с большей скоростью более мощные сотовые телефоны, компьютеры, а  также прочие электронные устройства.

Тем не менее, до сих пор переход с кремния на углерод не был возможен, поскольку технологи считали, что для того, чтобы использовать Graphene для производства чипов, он должен быть в том же виде, что и кремний. Препятствием к достижению этого является тот факт, что самые большие сделанные из одного кристалла листы Graphene , которые удалось изготовить на сегодняшний день, были не шире пары миллиметров, т. е недостаточно велики для того, чтобы изготовить целый чип.

Исследователи из Принстонского университета, США, установили, что вовсе нет необходимости иметь большую плату из Graphene для того, чтобы заменить кремниевые чипы, поскольку можно просто размещать мелкие кристаллы Graphene в активных зонах чипа. Для достижения этой цели они разработали новую технологию, и продемонстрировали ее функционирование путем создания действующих высокоэффективных транзисторов из Graphene. Для реализации своего нового метода исследователи создавали специальный штамп, состоящий из целого ряда маленьких штырьков с плоскими окончаниями шириной 1/10 мм. Эти штырьки прижимаются к куску графита (чистого углерода), для нарезания тонких  углеродных листов, которые прилипают к штырькам. Затем штамп удаляют, при этом счищается несколько атомных слоев Graphene. В конце концов, штамп регулируется под более крупную подложку и вдавливается в нее, при этом полоски Graphene остаются точно в тех местах, где будут создаваться транзисторы.

Эта технология напоминает печать. За счет повторения процесса и использования штампов различной формы (исследователи также делали полоски вместо штырьков), все активные зоны для транзисторов оказались покрытыми отдельными кристаллами Graphene. Одной из инноваций, которая сделала реализацию этой технологии возможной, является покрытие штампа специальным материалом, который прилипает к углероду в холодном состоянии и отлипает от него в горячем, что позволяет подбирать и отпускать Graphene с использованием одного и того же штампа. Лаборатория исследовательского коллектива пошла еще дальше и создала транзисторы: крошечные выключатели, работающие по принципу "включено - выключено", на своих печатных кристаллах из Graphene. Их транзисторы оказались высокоэффективными; они действуют более чем в 10 раз быстрее, чем кремниевые транзисторы при передвижении "электронных дыр" – а это основная мера скорости.

Новая технология может практически сразу применяться в радиоэлектронике, например, при изготовлении сотовых телефоном и прочих беспроводных устройств, для которых необходима более высокая мощность.

Graphene может также заменить оксид индия и олова в качестве электродного материала в дисплеях. Прозрачные проводящие пленки являются неотъемлемой частью многих устройств, включая и обычные жидкокристаллические дисплеи для компьютеров, телевизоров и мобильных телефонов. Лежащая в основе технология использует тонкие пленки оксидов металлов на основе индия. Но индий все больше и больше становится дорогостоящим сырьем, и, кроме того, ожидается, что его запасы будут исчерпаны в течение последующих десяти лет. Исследовательский коллектив из Манчестера продемонстрировал высоко прозрачные и высоко проводимые пленки, которые можно производить очень дешево за счет растворения кусков графита в Graphene с последующим напылением суспензии на стеклянную поверхность. Исследователи продемонстрировали то, что они считают первым жидким кристаллическим устройством с электродами из Graphene. Считается, что осталось сделать всего несколько небольших дополнительных шагов, чтобы запустить данную технологию в массовое производство.

www.newchemistry.ru