Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.
supermaterialer bloghoved

Vejen til 2D elektronik på hylderne

De fleste har hørt om grafen, og mange ved efterhånden også godt at grafits slanke afkom har fået følgeskab af mere end tusinde andre atomtynde (todimensionelle) materialer, med en bred vifte af elektroniske og optiske egenskaber. Det virker som en ønskedrøm at kunne vælge frit fra hylderne af så mange forskellige nanomaterialer og kombinere dem frit på kryds og tværs - LEGO på nanoskala!

Men... hvordan står det til med hensyn til anvendelser? Der er allerede en del grafen-produkter på markedet, men endnu ikke så meget elektronik. Der er lige kommet en meget interessant artikel, som diskuterer hvad odds'ene er for at kunne høste gevinster fra de ekstreme materialer indenfor elektroniske markeder. Artiklen er skrevet af forskere fra en række amerikanske universiteter, ledet af Pennsylvania State University, og er udkommet i tidsskriftet 2D Materials.

Forfatterne peger på - og her er jeg helt enig - at silicium har kostet mange (rigtigt mange) milliarder og et halvt århundrede at presse til det punkt det er idag, og at det stadig er "early times" for de fleste 2D materialer - mindre end et årti. 2D materialer kan formentlig ikke slå silicium af banen - silicium er i sig selv et vidundermateriale, men kan indenfor et til to årtier blive et next-generation teknologi i samspil med silicium, og at det vil koste store investeringer, ganske som for silicium. Det tænker jeg selv er en ret sober og realistisk vurdering.

Men dette gælder "high performance" anvendelser.

For IOT - Internet of Things - er grænsebetingelserne anderledes - her er bøjelighed/kompakt form, lav pris, lav effektforbrug vigtigere. 2D materialer er som skabt til at levere billige, kompakte sensorer. Vi har selv her på DTU et par projekter i vores pipeline, baseret på grafen - vi opdagede for eksempel en ny måde at få vandmolekyler til at fungere som vippekontakter, der kan skifte en grafentransistor mellem to "indstillinger". Vi er nu ved at se om vi kan lave en slags hukommelses-celle ud af det.

Artiklen har mange interessante pointer, både med jordnære anvendelser som solceller, men også mere futuristiske og avancerede former for elektronik, som vi nok først ser blive rullet ud for alvor om 10-20 år eller mere. Neuromorfiske computere - dvs elektronik der arbejder på samme måde som den menneskelige hjerne, eller i al fald efteraber den, er også kanon spændende. Her er 2D materialer også meget relevante. Silicium har lært os at vi må starte i god tid - for ting tager tid, som Piet Hein påpegede i sit fænomenale lille "gruk" ... "Husk de tre T.T.T, / Slid; men vid: / Ting Tar Tid".

Figuren her viser til venstre viser energiforbrug i forhold til delay i picosekunder for en 32 bit adder, hvor vdW felt effekt transistorer klarer sig bedre end alle andre FET teknologier på switching tid, men stadig med lidt for højt energiforbrug. Til højre kan ses hvordan det forventes at 2D materialerne kommer til at skalere i forhold til silicium når vi når til 2028 - detaljerne kan findes i artiklen her.

Illustration: https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2053-1583/aaf836/pdf

Så hvor vi allerede kan købe RFID tags, sensorer, mobiltelefoner og sportsudstyr med grafen, må vi vente lidt mere på elektronikken - men så bliver det også rigtigt sjovt!

Peter Bøggild er professor i nanoteknologi på DTU. På bloggen Supermaterialer skriver han om stort, småt og tusind gange mindre.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten