Транзисторы из биологических материалов

В основе современных полупроводниковых элементов лежит «старый добрый» кремний. Хотя уже открыто много альтернативных материалов, этот полупроводник до сих пор является наиболее оптимальным для создания транзисторов, диодов и других компонентов электронных схем компьютеров, сотовых телефонов и т.д. Однако использование кремния не лучшим образом сказывается на окружающей среде. К тому же компоненты нельзя создать слишком маленькими. Исследователи из Тель-Авивского университета в Израиле предлагают заменить его биологическим материалом, также обладающим характеристиками полупроводника.

Команда студентов под руководством доктора Шахара Рихтера при поддержке профессора Майкла Гозина собрала информацию о самых передовых технологиях в различных областях науки, чтобы создать органическое вещество (белок) которое можно будет использовать в качестве основного материала для создания полупроводниковых электронных компонентов. И это не просто «голубая» мечта ученых – органические материалы с близкими характеристиками уже найдены в человеческом организме. Они могут стать основой для нового поколения транзисторов, диодов и микросхем.

Одной из проблем технологического процесса создания полупроводникового элемента на основе кремния является то, что весь процесс основан на обработке листа кремния. Сначала вырезается необходимая форма, а потом различными способами изготовляются электронные компоненты. При этом очень сложно чрезмерно уменьшать размеры компонентов и варьировать структурой их построения, пытаясь улучшить электрические характеристики. Израильские исследователи пошли другим путем, обратившись к химии и биологии. Они экспериментируют с биологическими материалами, смешивая в различных пропорциях кровь, молоко и белки слизистой оболочки, чтобы создать пленки в наноразмерной области, которые бы имели свойства полупроводника.

Белок крови обладает способностью поглощать кислород. Это свойство может пригодиться для варьирования параметрами, получаемого полупроводникового материала. Молочные протеины образуют волокна, являющиеся прекрасным строительным материалом, если рассматривать построение элементов на наноуровне. Белки слизистой оболочки прекрасно подходят для создания оптических элементов. Они способны удерживать красный, зеленый и синий флуоресцентные красители, тем самым давая возможность создавать практически любой цвет.

В целом характеристики каждого из органических веществ (белков) дают возможность исследователям создавать биологические транзисторы, легко варьируя типом проводимости, оптическими свойствами и другими важными характеристиками. Транзисторы на основе белков в будущем могут быть использованы в мобильных электронных устройствах, которые будут производиться в гибких корпусах. Такая возможность появилась потому, что основой биологических элементов является гибкий полимер, а не жесткая подложка – в случае с кремнием. Все, начиная с клавиатуры и заканчивая дисплеем, можно будет легко изгибать, не боясь, что устройство просто сломается.  А это сейчас при кремниевой технологии практически невозможно.

Помимо этого электронные компоненты на основе биологических материалов после их использования будут легко разлагаться, не принося вред окружающей среде. Сейчас проблема загрязнения нашей среды обитания стоит особо остро, и в частности через используемые  в электронике вредные материалы.

< Предыдущая		Следующая >