Hlavní obsah

Výzkumníci z ČVUT a Německa objevili nový materiál z uhlíku. Může nahradit polovodiče

Praha

Existenci nového materiálu z uhlíku potvrdili vědci z Českého vysokého učení technického (ČVUT) v Praze a německých institucí. Vyznačuje se vysokou vodivostí, má ale i vlastnosti izolantu. Nově objevený materiál by mohl v budoucnu nahradit běžně používané polovodiče, jako je např. křemík. Univerzita o tom ve středu informovala v tiskové zprávě.

Foto: FEL ČVUT

Nově objevená modifikace uhlíku

Článek

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

Z hlediska schopnosti vést elektrický proud se látky dají dělit na vodiče, izolanty a polovodiče, přičemž např. právě křemík spadá do kategorie polovodičů, jelikož se za určitých podmínek chová jako izolant a za jiných podmínek jako vodič.

Nový materiál, označovaný jako fcc-uhlík, má podle zástupců Fakulty elektrotechnické (FEL) ČVUT 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.

Dříve neřešitelné případy epilepsie dnes lékaři zvládají. I díky algoritmům

Věda a školy

Na trhu snad za 10 let

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 či kvantových přístrojích. Využití materiálu v praxi bude ale podle školy trvat přibližně ještě 10 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.

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

Klimatické změny ohrožují úložiště uhlíku v evropských lesích. Pomoci může „asistovaná migrace“

Věda a školy

Existenci této další modifikace uhlíku se podařilo prokázat týmu z FEL, Technické univerzity v Berlíně, výzkumného centra Helmholtz-Zentrum Berlin a německé společnosti Element Six GmbH.

Nové předměty na fakultě

Na FEL ČVUT navíc začal odborník Antonio Cammarata ve spojitosti s výzkumem vyučovat studenty, kteří se chtějí zapojit do výzkumu materiálových věd, nové předměty.

Foto: Petr Neugebauer, ČVUT

Vědec Antonio Cammarata

Mezi novými předměty na fakultě jsou třeba prvky atomistických simulací nebo výpočetní metody pro materiálové vědy.

Čipy v Rožnově přežily plánovanou ekonomiku i kapitalismus 90. let

Historie

Výběr článků

Načítám