Vědci z ČVUT a Německa objevili možnou náhradu polovodičů

Vyznačuje se vysokou vodivostí, a současně má vlastnosti izolantu. Nově objevený materiál by mohl v budoucnu nahradit nyní běžně užívané polovodiče, jako je křemík či germanium, a otevřít dveře do světa uhlíkové elektroniky. Existenci další modifikace uhlíku se podařilo prokázat týmu výzkumníků z Fakulty elektrotechnické ČVUT, Technické univerzity v Berlíně, výzkumného centra Helmholtz-Zentrum Berlin a společnosti Element Six.

Několik dekád se spekulovalo o existenci čtvrté modifikace uhlíku, která by se od diamantu, grafitu a karbynu lišila strukturou. Doposud ho vědci sice pozorovali, ale nedokázali ho stabilizovat jako samostatnou formu uhlíku. To se povedlo až teď.

Nový materiál, označovaný jako fcc-uhlík, má podle univerzity mimořádnou kombinaci vysoké elektrické vodivosti. Také se vyznačuje takzvaným ultraširokým zakázaným pásem v elektronovém obalu atomu, který je však typický zejména pro izolanty. Čím širší je, tím lépe by měl prvek izolovat.

Tento nový materiál by měl být právě i díky svému ultraširokému zakázanému pásu schopen pracovat při vysokých teplotách, frekvencích či napětích, což činí standardním polovodičům na bázi křemíku obtíže.

Smysl výzkumu

V budoucnu by tak tento materiál mohl najít využití ve vysokovýkonové, vysokofrekvenční či vysokoteplotní elektronice. Díky svým vlastnostem by se mohl také potenciálně použít v radiofrekvenční elektronice, optoelektronice využívající hluboké ultrafialové záření, průhledné elektronice nebo kvantových přístrojích. Využití materiálu v praxi bude ale podle školy trvat přibližně ještě deset let.

Vědci ve výzkumu plánují nadále pokračovat. Chtějí mimo jiné založit konsorcium, které by se tomuto materiálu věnovalo na evropské úrovni. Zapojit by se měly jak univerzity, tak průmysloví partneři.

Výzkum započal v roce 2020, avšak kvůli pandemii covidu-19 museli vědci několik výzkumů odložit. Výsledky jejich bádání shrnuje publikace, která vyšla v červenci 2024 v časopise Communications Materials, které spadá pod vydavatelství Nature.

Na ČVUT vědec Antonio Cammarata začal ve spojitosti s výzkumem vyučovat pro studenty, kteří se chtějí zapojit do výzkumu materiálových věd, nové předměty. Mezi nimi jsou prvky atomistických simulací nebo výpočetní metody pro materiálové vědy.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Imunoterapie si poradí s dříve neléčitelnými nemocemi. Zatím má ale řadu slabin

Po více než sto letech vývoje se do klinické praxe dostávají léčebné postupy, které využívají posílení vlastního imunitního systému člověka k boji s rakovinou. Tato metoda může nabídnout individuálně přizpůsobenou terapii, dlouhodobé ustoupení či vymizení příznaků a méně vedlejších účinků než chemoterapie či ozařování, píše stanice BBC. Vědci ale upozorňují, že navzdory pokračujícímu výzkumu je účinnost těchto postupů alespoň prozatím značně omezená.
před 4 hhodinami

Čtyři generace Evropanů ukázaly, kdo tíhne k autoritářům

Starší generace tíhnou mnohem častěji k autoritářským lídrům. Postoj k nim ovlivňují i zkušenosti z totalitních režimů. Přispívá k tomu také pocit věkové diskriminace, který nejstarší generace sdílí s tou nejmladší. Zjistili to vědci při zkoumání čtyř generací Evropanů. Výsledky v Senátu představila Klára Plecitá ze sociologického ústavu Akademie věd.
před 6 hhodinami

Aplikace na ověřování věku je hotová, dle experta si ji země EU budou moci přizpůsobit

Šéfka Evropské komise (EK) Ursula von der Leyenová tento týden oznámila, že experti EK dokončili aplikaci, která má ověřovat věk uživatelů on-line platforem. Je technicky hotová a brzy bude k dispozici pro občany EU, doplnila. Podle informatika Ondřeje Rozinka by toto řešení mělo být bezplatné, funkční a zcela anonymní, členské státy si ho navíc budou moci samy nastavit tak, jak jim vyhovuje.
včeraAktualizovánopřed 20 hhodinami

Vojta Náprstek se narodil před 200 lety. Do Prahy přinesl vzdálené civilizace i feminismus

Vojtěch či Vojta Náprstek byl mužem mnoha talentů, ovlivnil tak tuzemskou společnost mnoha nejrůznějšími způsoby. Jeho odkaz dodnes přetrvává například v muzeu mimoevropských kultur v Praze, které nese jeho jméno.
před 23 hhodinami

Španělští archeologové objevili v Gibraltarském zálivu desítky vraků

Španělští archeologové v oblasti Gibraltarského průlivu zdokumentovali desítky lodí, z nichž nejstarší zde ztroskotaly v pátém století před naším letopočtem. Jsou mezi nimi pozůstatky fénických a římských lodí, ale také britských, španělských, benátských a nizozemských plavidel.
včera v 10:33

Norského seniora zbavila léčba současně AIDS i rakoviny

K vyléčení třiašedesátiletého muže z Osla přispěla nejen špičková věda, ale také obrovské štěstí. Čtyři roky po zahájení léčby nejenže nemá v těle ani stopu po viru HIV, ale ani rakovinu krve.
včera v 06:30

Vědci z Brna a USA odhalili slabinu bakterií, která může pomoci s léčbou infekcí

Slabinu bakterií, která jim při nedostatku živin nebo po stresu brání v rychlém množení, odhalili vědci z ústavu CEITEC Masarykovy univerzity v Brně ve spolupráci s kolegy z USA. Zjištění může podle nich v budoucnu pomoci zlepšit léčbu infekcí.
16. 4. 2026

Vědci navrhli genetickou léčbu Downova syndromu

Downův syndrom je porucha zatím neléčitelná, existují ale testy, které ji odhalí včas už během těhotenství. Lék se hledá už desítky let, zatím marně. Teď ale skupina vědců z Izraele udělala důležitý krok, který medicínu k účinné terapii přiblížil zatím nejvíc v dějinách. Reálné využití zatím dosavadní výsledky neumožňují, dle autorů jde ale o velmi nadějný postup.
16. 4. 2026
Načítání...