علماء ينجحون في صنع ترانزستور الكربون متفوقًا على السليكون
كتب: أحمد حسين
نجح العلماء في جامعة ولاية ويسكونسن ماديسون للمرة الأولى في صُنع ترانزستور من أنابيب كربونية نانونية، يمكنه أن يعمل بضعف كفاءة السليكون.
أهمية هذا الإنجاز، تكمن في أن العلماء حاولوا لعقود صنع هذا الترانزستور لاستخدامه في الجيل الجديد من أجهزة الكمبيوتر، واختاروا هذه الأنابيب الكربونية النانوية لمزاياها التي يمكن أن تساعد في صُنع الجيل الجديد المتفوّق والسريع من أجهزة الكمبيوتر، التي ستسهلك طاقة أقل كثيرًا من الترانزستور السليكون.
قال ”مايكل أرنولد“، أحد المشاركين في صنع ترانزستور الكربون، أن صنعه يعتبر إنجازًا كبيرًا، وحلمًا للتكنولوجيا النانوية تحققت بعد أكثر من 20 عامًا. عام 1991 طُوّرت لأول مرة شريحة من أنابيب الكربون النانوية، أصغر بـ50 ألف مرة من عرض شعرة رأس الإنسان. ميزة هذا الحجم، أن العلماء يمكنهم جمع الملايين من أنابيب الكربون في شريحة تُشبه شريحة السليكون، تستطيع تشغيل الوحدة المركزية للكمبيوتر (CPU) بكفاءة أعلى.
على الرغم من حجمهم متناهي الصغر، إلا أن مميزاتهم كثيرة، منها مثلًا أنهم أقوى بـ100 مرة من المعدن، وأخف وزنًا بستة مرات. أيضًا تتميز بمرونة شديدة يمكن تشكيلها بسهولة، والرابط القوي بين ذرّات الكربون، يسمح بمرور التيار الكهربي بحرية أكبر من شرائح السليكون.
بسبب هذه المميزات الكثيرة، يمكن لشرائح الكربون أن تكون البديل الأفضل لشرائح السليكون، والتي تتراجع إمكانياتهم بشكلٍ سريع، وقريبًا لن تستطيع مجاراة تطور باقي أجزاء جهاز الكمبيوتر. فحاليًا تُصنع المُعالجات وكروت الذاكرة من السليكون، لكن العلماء قالوا بإنهم سيصلون قريبًا لأقصى قدرتهم وإمكانياتهم، ونظريًا، يمكن للعلماء زيادة سرعة المُعالجات والذاكرة بخمس مرات أكثر من شرائح السليكون عن طريق استخدام أنابيب الكربون النانوية.
لكن هناك مشكلة كبيرة تواجههم، وهي أن إنتاج كم ضخم من أنابيب الكربون النانوية صعبًا للغاية، لأن تنقية هذا الكم من الكربون من الشوائب ستكون صعبة، خصوصًا في مرحلة التصنيع، لأن هذه الشوائب المعدنية يمكنها معارضة خصائص شريحة الكربون ومزاياها. لكن أرنولد وفريقه صرّحوا أنهم استطاعو التخلص من معظم الشوائب في الشرائح التي صنعوها، وقريبًا سيستطيعون التخلص من جميع الشوائب، والتي لا يتعدى عددها 0.01% من أنابيب الكربون النانوية.
المصادر:
