חוקרים הצליחו ליצור יריעות חומר מוליך למחצה בעובי של שלושה אטומים בלבד. היישומים האפשריים בתחום האלקטרוניקה – מרחיקי לכת
"דק" הוא מושג יחסי. כשקונים טלוויזיה עם מסך דק, מתכוונים למסך בעובי של כעשרה ס"מ; כמבקשים לפרוס פרוסה דקה של פסטרמה אנחנו חושבים על עובי של כמה מילימטרים. אבל בעידן החדש המילה "דק" מקבלת משמעות חדשה. כשחוקרים מאוניברסיטת קורנל בניו יורק מדווחים על יצירת חומר דק חדש שהוא גם מוליך-למחצה וגם גמיש, מה שהם מתכוונים אליו הוא חומר בעובי של שלושה אטומים!
עדיין לא התרשמתם? בואו נמחיש מהו עובי של שלשה אטומים:
רוחבו של אטום בודד הוא כ-1/50,000,000סנטימטרים, קטן פי מיליון משערת ראש אנושית. העובי של נייר אלומיניום דק, שמכונה גם "נייר כסף", הוא כ-193אלף אטומים.
נייר אלומיניום | צילום: לואיס רונלד, ויקיפדיה
לכן, כשחוקרים מודיעים שהם פיתחו שיטה ליצירת יריעות בעובי של שלושה אטומים בלבד, אלה חדשות מדהימות. ולא זו בלבד שיריעת החומר שהם יצרו הייתה דקה במיוחד, אלא שהיא גם מוליך למחצה וגם גמישה.
חומרים מוליכים למחצה מתאפיינים במוליכות חשמלית בינונית ולכן יש לם שימושים רבים באלקטרוניקה.המוליך למחצה הנפוץ ביותר ברכיבי אלקטרוניקה הוא הסיליקון (צורן). היריעה החדשה, לעומת זאת, עשויה ממוליבדן דיסולפיד.
רכיב אלקטרוני שעשוי ממוליך למחצה דק מאפשר לייצר מוצרים קטנים יותר ומהירים יותר. בעבר אמנם הצליחו כבר ליצור מוליכים למחצה דקים, אך הם היו גם צרים מאוד ולכן לא יעילים לצריך מעשיים. האתגר הגדול היה ליצור יריעה דקה של חומר שתהיה יעילה באופן עקבי על פני שטח ניכר.רוחבה של יריעה מהחומר החדש הוא עשרה , דבר שמאפשר יישומים רבים.
"הביצועים החשמליים של החומר החדש דומים לאלו של גבישים יחידים של מוליבדן דיסולפיד, אבל במקום גביש זעיר יש לנו יריעה שלמה ",אומרג'יוונג פארק, מצוות החוקרים.
הצוות גם בדק והוכיח את היעילות של יריעות החומר כשעורמים אותן יחד עם שכבות של צורן דו-חמצני. התוצאות מצביעות על כך שמוליכים למחצה בעובי שלושה אטומים עשויים לחולל מהפכה בתחום המכשירים האלקטרוניים הדקים. באמצעות השיטה שפיתחו ליצירת יריעות החומר ממוליבדן דיסולפיד נראה שיתאפשר בעתיד ליצור יריעות דקות גם מחומרים נוספים וזו אכן המטרה הבאה של הצוות.
ד"ר טלי ברגלס-שפירא
המחלקה להוראת המדעים
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
