Krzem, krzem, ciągle krzem

Czy czeka nas przełom?

Technologia oparta na krzemie zdawała się nie mieć konkurentów. Układy scalone i ogniwa słoneczne zwiększały wydajność, a prace nad zamiennikami nie potwierdzały dotąd ich wartościowych, przełomowych właściwości. Czyżby Prawo Moore'a miało obowiązywać tylko dla krzemu? Zasada ta działa od 46 lat i wszystko wskazuje na to, że zbliża się jej kres. Początkowe 12 miesięcy potrzebne na podwojenie liczby tranzystorów w procesorach skorygowano do poziomu 24. Empiria wkrótce będzie zapewne miała wpływ na dalsze modyfikacje Prawa Moore'a.

W 2010 roku nagrodą Nobla uhonorowano odkrywców grafenu. Odmianie węgla zbudowanej z jednej warstwy atomów przypisywano fenomenalny potencjał, większy niż krzemu. Szybko powstały pierwsze tranzystory (100 GHz) i... naukowcy z IBM stanęli przed ścianą. Brak przerwy energetycznej sprawia, że tranzystorów opartych na grafenie nie można wyłączyć. Sceptycyzmem wykazał się również Intel. Powołany przez niego dział poszukiwań komponentów kwestionuje istotę swego działania, wskazując doświadczenie z krzemem jako przeciwwagę dla ewentualnych zamienników. Warto podkreślić, że nad rozwiązaniami z użyciem grafenu ciągle pracują specjaliści z MIT.

Krzemowi od lat próbował "zagrozić" arsenek galu. Obecnie jest drugim spośród najpowszechniejszych materiałów stosowanych w mikroelektronice.

Ten rok może należeć do molibdenitu. Nad wykorzystaniem go pracują naukowcy z Laboratorium Elektroniki i Struktur Nanoskalowych Politechniki w Lozannie. Co ciekawe, molibdenit nie był traktowany wcześniej jako półprzewodnik. Dodawano go do stopów stali oraz do smarów. Tymczasem jego parametry doskonale odpowiadają wymogom nanotechnologii, tj. budowie tranzystorów, diod czy ogniw fotowoltaicznych. Molibdenit obficie występuje w przyrodzie i zapewnia niebywałe oszczędności energii – zużywa jej 100 tysięcy razy mniej (w stanie gotowości) niż tradycyjne tranzystory krzemowe.

Możliwe jednak, że przełom szybciej pojawi się w produkcji ekranów dotykowych. Jest ona kosztowna, ponieważ bazuje na rzadkim pierwiastku (ind). Połowę jego zasobów posiadają Chiny, które od niedawna zaostrzyły politykę eksportu minerałów. Szacuje się, że udokumentowana ilość indu wyczerpie się w ciągu dekady. Dlatego bacznie obserwuje się wszystkie nowe rozwiązania. Powstały już pierwsze ekrany w oparciu o nanorurki węglowe. Czasu na kolejne odkrycia jest niewiele.