Jak spatřit nejtenčí materiál světa?
28.12.2009 15:34 Původní zpráva
Grafen tvoří jediná vrstvička atomů uhlíku. Má vlastnosti polovodiče a elektrony se v něm pohybují až stokrát rychleji než v křemíku. V elektronice budoucnosti by ho proto mohl nahradit. Fyzikové nyní přišli na nový způsob, jak ho v mikroskopu pozorovat.
Přejmenuje se kalifornské Silicon Valley na Carbon Valley? Byl by to logický krok, pokud se naděje vkládané do materiálu připraveného poprvé v roce 2004 naplní. Využití grafenu by mohlo zvýšit výkon počítačů i kapacitu paměťových zařízení.
Výzkum grafenu zatím naráží mimo jiné na obtíže spojené s kontrolou jeho prostorového uspořádání. Vědci se musí spoléhat buď na nepřímé metody, nebo na speciální mikroskopické techniky, které jsou příliš nákladné a časově náročné, například na využití mikroskopu atomárních sil, který umí zobrazovat jednotlivé atomy.
ČTĚTE TAKÉ: Český vědec v Science: manipulace s atomy
Nová metoda, vyvinutá fyziky a materiálovými inženýry z americké Northwestern University, využívá flourescenční barvivo viditelné v běžném optickém mikroskopu.
Fluorescenční značení se běžně používá v biologii. Na různé části buněk se naváže zvláštní protein, který v UV záření vydává jasné světlo. Loni byla za jeho objev a využití udělena Nobelova cena za chemii.
ČTĚTE TAKÉ: Nobelova cena za chemii: světlo pro buňky
Pro grafen však stejná metoda použít nejde, protože tento materiál dovede fluorescenci „vypnout" - příslušné barvivo se v jeho přítomnosti nerozsvítí. Vědci proto vyzkoušeli opačný postup. Fluorescenční látkou obarvili celý zkoumaný vzorek, takže v mikroskopu svítí vše kromě grafenu. Ten je tedy pozorovatelný jako tmavé oblasti na svítícím pozadí.
Zdánlivě jednoduchá metoda si musela poradit s řadou nástrah, nicméně výsledek je stejně dobrý jako při použití mnohem náročnějších mikroskopických technik. Zkoumaný vzorek není nutno nijak upravovat a barvivo se poté snadno odstraní, takže využití ve vývoji nových elektronických součástek by nemělo stát nic v cestě.
Kapesní superpočítače
IBM letos vyrobila grafenový tranzistor s rekordní frekvencí 26 GHz a věří, že další vylepšení posune frekvenci až k 1000 GHz. Potvrzují to i další odborníci. „S křemíkem je obtížné dosáhnout frekvencí přesahujících 5 GHz, zatímco grafenová technologie se může dostat až na 1000 GHz," říká Tomas Palacios z Massachusettského technologického institutu, který s kolegy v březnu představil veřejnosti vlastní grafenový tranzistor.
Komerčně vyráběné mikročipy založené na uhlíku podle něho spatří světlo světa do dvou let. Pak bychom se mohli dočkat „kapesních superpočítačů". Vše ale záleží na tom, zda se podaří vyvinout rychlou a levnou metodu přípravy grafenu, který je zatím dostupný pouze pro laboratorní experimenty.
Foto: profimedia.cz, Cho, Fuhrer/University of Maryland
Diskuse
Diskuze u článků starších půl roku z důvodu neaktuálnosti již nezobrazujeme. Vaše redakce.