Графен ўрнини босувчи янги материал: Олимлар МХене синфида инқилобий кашфиёт қилди

Материалшунослик соҳасида узоқ кутилган технологик бурилиш юз берди. Хитой Фанлар академиясининг Нингбо материалшунослик ва муҳандислик институти ҳамда Чжежианг университети тадқиқотчилари дунёда илк бор лантаноидли икки ўлчовли МХене (максин) материалини яратишга муваффақ бўлишди. Натуре журналида эълон қилинган ушбу кашфиёт замонавий электроника ва ҳисоблаш технологиялари келажагини бутунлай ўзгартириб юбориши кутилмоқда. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Агар графен бир атом қалинлигидаги углерод қатламидан иборат бўлса, МХене ҳам худди шундай ўта юпқа, аммо таркибида ўтиш металлари (титан, ванадий, ниобий ва бошқалар) ҳамда углерод ёки азот бўлган қатламлардир. Олимларнинг асосий ютуғи шундаки, улар илк бор битта материалда илгари МХене синфида бирга учрамайдиган икки хусусиятни — яримўтказгичлик ва ферромагнетизмни бирлаштиришга эришдилар.

Шу вақтга қадар маълум бўлган МХене материалларининг аксарияти юқори электр ўтказувчанлигига эга бўлса-да, улар ҳам электр, ҳам магнит хусусиятларини бир вақтда бошқариш талаб этиладиган қурилмалар учун яроқсиз эди. ixbt.com маълумотига кўра, янги кашфиёт айнан шу чекловни бартараф этиб, электронлар оқими ва уларнинг магнит ҳолатини бирдек назорат қилиш имконини беради.

“Кимёвий қайчи” технологияси ва синтез жараёни

Ушбу натижага эришиш учун тадқиқотчилар “кимёвий қайчи” деб номланган янги синтез усулини ишлаб чиқдилар. Бу ёндашув кристал структурасини атом даражасида “қирқиш”, яни алоҳида атом қатламларини танлаб олиб ташлаш, алмаштириш ёки қайта жойлаштириш имконини беради. Натижада олимлар материални худди конструктор каби йиғиб, унга олдиндан белгиланган хусусиятларни беришлари мумкин.

Жараён икки босқичдан иборат бўлиб, дастлаб лантаноидлар гуруҳидаги металл мис галогениди билан реакцияга киришади. Сўнгра юқори ҳароратда ушбу бирикма графит билан ўзаро таъсир қилиб, металл, углерод ва галоген атомлари навбатма-навбат жойлашган янги қатламли структурани ҳосил қилади. Синовлар материалнинг барқарор ферромагнит хусусиятларини тўлиқ тасдиқлади.

Спинтроника ва келажак қурилмалари

Янги материалнинг яратилиши, айниқса, спинтроника йўналиши учун жуда муҳимдир. Анъанавий микроэлектроникадан фарқли ўлароқ, спинтроника электроннинг нафақат зарядидан, балки унинг спинидан (магнит моменти) ҳам фойдаланади. Бу эса қурилмаларни янада тезроқ, ихчамроқ ва энергия тежамкор қилишга хизмат қилади.

Олимларнинг фикрича, ушбу янги МХене материали қуйидаги соҳаларда қўлланилиши мумкин:

• Юқори самарадорликка эга мантиқий процессорлар;
• Юқори частотали алоқа тизимлари ва 6G технологиялари;
• Янги авлод хотира элементлари ва магнит датчиклар;
• Квант компьютерлари учун бутловчи қисмлар.

Тадқиқот муаллифлари “кимёвий қайчи” услуби универсал эканини ва келажакда бу орқали оптик, магнит ва электр хусусиятлари олдиндан дастурлаштирилган бутун бошли янги материаллар оиласини яратиш мумкинлигини таъкидламоқда. Ўзбекистон каби технологик модернизацияга интилаётган мамлакатлар учун бундай фундаментал кашфиётлар келажакда яримўтказгичлар саноатида янги стандартларни белгилаб бериши билан аҳамиятлидир.