China e EUA criam semicondutor de grafeno inovador

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Os Estados Unidos e a China encontram-se actualmente envolvidos numa série de questões controversas. Entre estes, uma área específica de discórdia gira em torno da disputa tecnológica e comercial em curso. Esta situação surge devido à dependência da China de maquinaria de ponta para fabricar semicondutores, um domínio em que as empresas americanas estão impedidas de exportar esse tipo de equipamento. Como resultado, a China foi obrigada a desenvolver meios alternativos de produção destes componentes cruciais, criando assim preocupações nos Estados Unidos relativamente a potenciais violações dos direitos de propriedade intelectual e da segurança nacional.

É um badejo que morde o rabo e cuja tensão vem aumentando há alguns meses (com um Huawei Mate 60 Pro que alimentou o conflito). No entanto, há esperança de compreensão e a ciência pode ser a base para uma trégua. A razão? Universidades na China e nos Estados Unidos encontraram a chave para a evolução dos semicondutores: o grafeno.

O grafeno avança na corrida para substituir o silício em semicondutores

Comecemos pelo princípio: em semicondutores, o silício é rei. É um material preferido há mais de 50 anos. na criação de semicondutores e que substituiu o germânio devido às suas boas capacidades físicas para transmitir corrente elétrica, mas também para isolá-la.

Neste site Esta aplicação do grafeno tem a capacidade de acabar definitivamente com a desconfiança em relação a este material

O cobre apresenta uma condutividade que é facilmente modificável através de ajustes em suas características elétricas, tornando-o um componente amplamente utilizado no domínio dos avanços tecnológicos devido à sua prevalência como elemento natural.

Um semicondutor é um elemento que pode funcionar como um"switch". Quando a radiação é aplicada ou exposta a um campo eletromagnético, o silício se comporta como um condutor, e é um condutor muito bom. Porém, quando essa energia não é mais aplicada, ela oferece grande resistência ao movimento de cargas elétricas. É um material muito bom, mas gera uma grande quantidade de calor que deve ser dissipado, tornando-se uma tarefa cada vez mais complicada.

Além disso, especialmente à medida que a “impressão” fotolitográfica se torna mais complexa e diminuímos cada vez mais os nanómetros, a indústria está a aproximar-se do limite físico deste material, pelo que é de extrema importância encontrar um substituto sustentável para a indústria e para o mercado. Arsenieto de gálio e arsenieto cúbico de boro eram dois muito bem posicionados, mas agora chegou o grafeno.

Na verdade, a indústria tem apontado o grafeno como a panaceia capaz de resolver as deficiências dos materiais convencionais, embora o seu potencial na abordagem destas questões permaneça incerto devido aos intrincados desafios associados à produção em massa de componentes funcionais a partir deste material.

Neste site a China está mudando suas fábricas para economizar custos. Mas não para a Índia ou o Vietname: está a transferi-los para a China

É digno de nota que os recentes desenvolvimentos na Universidade de Tianjin, na China, e no Instituto de Tecnologia da Geórgia, nos Estados Unidos, introduziram um aspecto intrigante na narrativa em curso em torno do potencial do grafeno como substituto da tecnologia baseada em silício. Apesar da extensa pesquisa e especulação sobre a adequação do grafeno como uma alternativa viável ao silício, continua sendo um desafio produzir componentes eletrônicos sustentáveis ​​usando este material.

“Não sabemos onde isso vai parar, mas estamos abrindo a porta para uma importante mudança de paradigma na eletrônica.”Walter Heer, Georgia Institute of Technology

Numa publicação recente na conceituada revista Nature, investigadores de múltiplas instituições apresentaram provas convincentes para apoiar a afirmação de que tanto o grafeno como o grafeno epitaxial servem como um semicondutor funcional excepcional, adequado para integração em dispositivos electrónicos em nanoescala. Além disso, estes materiais apresentam propriedades superiores em comparação com a tecnologia tradicional à base de silício.

A razão é que a mobilidade de seus elétrons é dez vezes maior que a do silício à temperatura ambiente, uma grande vantagem tanto para possível desempenho quanto para eficiência e gerenciamento térmico. Sim, o grafeno já tinha sido considerado um substituto do silício, como mencionámos, mas a chave para esta descoberta é que tem sido capaz de operar eficazmente no bandgap.

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O bandgap do grafeno

a banda de valência, que acomoda os elétrons de valência, e a banda de condução, que serve como domínio para seu movimento.

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Entre os dois, existe a banda proibida , que é o espaço que necessita de certas condições para permitir essa mobilidade dos elétrons e, portanto, a transmissão de informações. O grafeno obviamente possui essas bandas, mas não foi possível operá-lo de forma eficiente à temperatura ambiente. Até agora.

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Dr. Lei Ma da Universidade de Tijin afirma que, da forma como o grafeno foi tratado até agora **, o band gap não poderia ser ligado e desligado na proporção correta ** para que funcionasse como um semicondutor, mas com novos tecnologia isso pode ser estabilizado.

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Os proponentes do grafeno demonstram uma convicção inabalável no seu potencial, como evidenciado pela sua declaração de que “ele representa o futuro e provavelmente servirá como referência para a inovação nas próximas cinco décadas.

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Veremos o que acontece, mas o resultado final é que um processador de epigrafeno em vez de um de silício seria mais rápido e muito mais eficiente em nível de energia porque os elétrons que carregam a"informação"podem ir mais rápido, gerando menos calor. Portanto, não há necessidade de utilizar recursos para resfriar o sistema com ventiladores ou outros métodos.

5 Neste site O grafeno está fazendo a diferença, só que em um setor inesperado: a fabricação de alto-falantes

Na verdade, e como lemos em D.W. , Sarah Haigh, do Instituto Nacional de Grafeno da Universidade de Manchester, afirma que um telefone celular com semicondutores de grafeno” poderia durar semanas sem ficar sem bateria, reduziria o consumo de energia em todos os aspectos de nossas vidas e reduziria tanto o custo quanto a poluição dos combustíveis fósseis”.

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Agora, não devemos esperar que amanhã comecem a criar um processador de grafeno e que a indústria mude da noite para o dia. Este é um primeiro passo para esse futuro que, no entanto, demorará a chegar.. O que é encorajador é que duas universidades de duas potências mundiais em conflito continuam a colaborar para melhorar a tecnologia existente.

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Imagem da capa | Samsung

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Diagrama de bandas | Tim Starling

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Através de | este site México

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Para determinar o proprietário de um número de telefone nesta plataforma, não é necessário fazer uma consulta ligando. Em vez disso, siga estas etapas:

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Este site se dedica a destacar como a China extrai metais valiosos para a fabricação de semicondutores, muito procurados pelos países ocidentais devido à sua importância na tecnologia moderna. Em resposta, as nações europeias designaram esta indústria como uma prioridade máxima.

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Natureza, afirma, D.W. , Samsung , Tim Starling ,