Relatórios do espectro IEEE que uma equipe de pesquisadores está analisando o carvão como um substituto potencial para o filme de óxido metálico usado para isolar transistores 2D da próxima geração. Se o carvão puder ser usado com sucesso para substituir os modernos transistores de óxido metálico, isso poderá ter enormes implicações para a indústria de semicondutores.
Os semicondutores dependem de vários materiais para funcionar corretamente. Embora os semicondutores sejam feitos principalmente de silício, são necessários materiais adicionais para isolar os transistores de silício e evitar que a corrente elétrica saia do transistor quando não deveria. Outro termo para isso é vazamento. Nos semicondutores atuais, o óxido metálico isola os transistores de silício para evitar vazamentos.
Mas há um problema: a demanda atual por transistores semicondutores está em alta devido a muitos fatores, incluindo a IA. O silício, o material que compõe os transistores semicondutores modernos, está cada vez mais difícil de encontrar devido à demanda cada vez maior por chips semicondutores. Como resultado, a indústria de semicondutores está agora desesperada para encontrar materiais novos e mais facilmente disponíveis que possam substituir o silício.
Foi assim que o carvão, entre todas as coisas, foi descoberto como um candidato potencial para ajudar a substituir os transistores semicondutores baseados em silício. O carvão não está sendo usado para substituir os transistores de silício; em vez disso, está sendo pesquisado como isolante para transistores sem silício para substituir o óxido metálico.
Atualmente, alguns outros materiais estão sendo estudados para substituir os transistores de silício, nomeadamente o grafeno e o molibdênio. Os transistores feitos com esses dois materiais são conhecidos como transistores 2D devido ao seu incrível nivelamento. O grafeno, em particular, é capaz de funcionar na espessura de um único átomo.
No entanto, um problema com esses transistores 2D é que o óxido metálico não consegue isolá-los adequadamente quando ligado a eles. Isso resulta em vazamento, tornando os transistores inoperantes. Descobriu-se que o carvão é muito mais capaz de isolar transistores de grafeno e molibdênio, isolando adequadamente a superfície extremamente plana do transistor. Um feito que o óxido metálico não consegue realizar.
A pesquisa e o desenvolvimento de isoladores de carvão ainda estão no início. Ainda assim, atualmente, é o único material encontrado capaz de isolar transistores 2D de grafeno e molibdênio, dando ao carvão uma cabeça brilhante no futuro. Ele também tem várias outras vantagens, incluindo alta abundância, fácil fabricação e uma nanoestrutura rica, tornando-o um material ideal para a fabricação de semicondutores no futuro.