Křemík najdeme v telefonech, počítačích a jakékoli další elektronice. Je totiž základním materiálem pro výrobu polovodičů, ze kterých se vyrábějí jejich komponenty.
Tento po desetiletí používaný prvek však dosáhl svých limitů. Vědci z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR popsali vlastnosti jodidu chromitého, materiálu, který by mohl roli křemíku částečně zastoupit. Významnou studii publikoval odborný časopis Physical Review B.
Elektronika prochází neustálým procesem miniaturizace. Jenže její základní součástky nemohou být kvůli fyzikálním vlastnostem křemíku o mnoho menší. Naděje odborníků se upínají k pokročilým 2D materiálům.
Struktura dvourozměrných materiálů připomíná pravidelnou síť o tloušťce jediného atomu. Ačkoli se předpokládá, že existují stovky takových jednovrstvých materiálů, jejich vlastnosti nejsou dostatečně prozkoumané. První z nich, grafen, totiž vědci objevili teprve před patnácti lety. „Existuje jich celá rodina. Kromě grafenu, což je polokov, zahrnuje také izolanty, polovodiče, supravodiče, nebo magnety,“ popisuje jejich specifické vlastnosti Martin Kalbáč (na titulnej snímce) z Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR.
Rychlejší záznam a více dat
Tato vlastnost se obzvlášť hodí pro výrobu záznamových zařízení, například pamětí. „Magnetické ukládání dat je jedním z klasických způsobů, jak zachovávat informace,“ popisuje Martin Kalbáč a dodává, že magnetismus je v principu způsobený právě spinem elektronů v atomech.
Na magnetické disky se data ukládají tak, že se při záznamu vytvoří stabilní orientace jednoho pólu. Ta určuje binární informaci (1 nebo 0), kterou je možné později přečíst. „Očekává se, že velkou výhodou budoucí elektroniky vyrobené z materiálů jako je jodid chromitý bude odolnost vůči vnějšímu rušení a šumu.“
Podobné technologie jsou jednou z nadějných cest, jak zvýšit kapacitu pamětí a snížit jejich velikost. Protože má 2D materiál na šířku pouhý atom, součástka může mít více prostoru pro záznam. Nicméně podle Martina Kalbáče se elektronika své závislosti na křemíku touto cestou hned tak nezbaví. „Vhodná kombinace 2D materiálů však může poskytnout jedinečné možnosti pro návrh zařízení, která budou mít lepší vlastnosti než ta, která jsou postavená zcela na bázi křemíku.“
Text: Tibor Šuľa podle AV ČR
Foto: AV ČR
