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

Ve Španělsku ukradli druhý největší pravěký zlatý poklad Evropy

Na jihovýchodě Španělska v regionu Valencie ve čtvrtek časně ráno zloději ukradli soubor artefaktů považovaných za jednu z nejcennějších sbírek zlatých předmětů z doby bronzové v Evropě, informuje agentura AFP a místní média. Zatím není zcela jasné, jak velkou část tohoto takzvaného Pokladu z Villeny zloději ukradli.
před 7 hhodinami

Katastrofu v Nepálu způsobil kolaps ledovce, přispěla i změna klimatu

Hlavní příčinou ničivé povodňové vlny, která v Nepálu připravila o život stovky lidí, je kolaps ledovce, na který se zřítil obrovský skalní masiv. Záchranáři dál pátrají po pohřešovaných, mezi nimiž jsou občané více než třiceti zemí.
před 7 hhodinami

Proč jsou alpské sesuvy stále intenzivnější a nepředvídatelnější

Vysoko v horách může náhlý liják během několika minut proměnit klidný svah nebo údolí v bouřlivou řeku bahna a kamenů. A podle předpovědí budou tyto intenzivní lijáky stále častější. Ředitel nového švýcarského výzkumného ústavu zabývajícího se horskými riziky hovořil s portálem Swissinfo o tom, jak klimatická krize mění povahu rizik v Alpách.
před 8 hhodinami

Archeologové poprvé popsali případ člověka rozdrceného trebuchetem

Lékařská analýza napovídala, že muže, jehož tělo se našlo pod skotskou kaplí, přejel vlak. Protože ale tento voják zemřel roku 1304, museli hledat jiné vysvětlení.
před 9 hhodinami

V pátek nad ránem dojde k zatmění Měsíce

V pátek časně ráno bude nad Českem možné pozorovat částečné zatmění Měsíce. Viditelné by mělo být v případě bezoblačného počasí i bez dalekohledu z celého území. Nejlépe ho ale lidé uvidí na jihozápadě, kde bude možné spatřit maximální fázi za jasného rozbřesku ještě nad obzorem.
před 11 hhodinami

Americké úřady schválily lék proti rakovině slinivky. Prodlužuje dožití na dvojnásobek

Experimentální lék proti rakovině slinivky břišní by měl změnit léčbu této rychle zabíjející nemoci. Ve středu ho schválila americká léková agentura FDA, evropské úřady už na schvalování pracují také.
před 11 hhodinami

Poslechněte si cvrlikání a syčení vesmíru, které popsali čeští vědci

Vesmír není tichý a prázdný, jak by se mohlo zdát. Mluví jazykem, kterému vědci teprve začínají rozumět. Podle nové české studie je to zásadní zpráva pro televizní a telekomunikační satelity, které pracují ve stejném rozsahu kmitočtů jako zvuky kosmu, které se šíří v podobě vlnění.
před 13 hhodinami

Prvního neandertálce objevili v lomu před 170 lety. Nebyli betaverzí moderních lidí

Neandertálce si stále ještě spousta lidí představuje jako hrubější, primitivnější verze současných lidí. Nové analýzy ale ukazují, že to byli inteligentní, obratní a přizpůsobiví lidé, kterým k přežití až do současnosti zřejmě chybělo jen málo.
včera v 14:50

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.