Puslaidininkių įrenginiai šiuolaikinėse technologijose tapo visur, tai yra visko, pradedant nuo išmaniųjų telefonų iki elektrinių transporto priemonių. Kadangi efektyvesnių ir galingesnių elektroninių prietaisų paklausa toliau didėja, puslaidininkių technologija nuolat tobulėja, tyrėjai tyrinėja naujas medžiagas ir struktūras, kurios gali pasiūlyti geresnį našumą. Viena medžiaga, kuri neseniai atkreipė dėmesį į savo potencialą puslaidininkių prietaisuose, yra granitas. Nors granitas gali atrodyti kaip neįprastas puslaidininkinės medžiagos pasirinkimas, jis turi keletą savybių, dėl kurių jis tampa patraukliu pasirinkimu. Tačiau taip pat reikia atsižvelgti į galimus apribojimus.
Granitas yra tam tikros rūšies uola, kurią sudaro mineralai, įskaitant kvarcą, žemės paviršiaus ir žėručio. Jis žinomas dėl savo jėgos, ilgaamžiškumo ir atsparumo dėvėjimui, todėl tai yra populiari statybinė medžiaga viskam, pradedant paminklais ir baigiant virtuvės stalviršiais. Pastaraisiais metais tyrėjai tyrinėjo granito naudojimo puslaidininkių prietaisuose potencialą dėl didelio šilumos laidumo ir mažo šiluminio išsiplėtimo koeficiento.
Šilumos laidumas yra medžiagos gebėjimas atlikti šilumą, o šilumos išsiplėtimo koeficientas reiškia, kiek medžiaga išsiplės ar susitrauks, kai pasikeis jos temperatūra. Šios savybės yra labai svarbios puslaidininkiniuose įrenginiuose, nes jos gali turėti įtakos įrenginio efektyvumui ir patikimumui. Esant dideliam šilumos laidumui, granitas gali greičiau išsklaidyti šilumą, o tai gali padėti išvengti perkaitimo ir pratęsti prietaiso gyvenimo trukmę.
Kitas granito naudojimo puslaidininkiniuose prietaisuose pranašumas yra tas, kad tai yra natūraliai atsirandanti medžiaga, tai reiškia, kad jis yra lengvai prieinamas ir palyginti nebrangus, palyginti su kitomis didelio našumo medžiagomis, tokiomis kaip deimantinis ar silicio karbidas. Be to, granitas yra chemiškai stabilus ir turi mažą dielektrinę konstantą, o tai gali padėti sumažinti signalo nuostolius ir pagerinti bendrą įrenginio veikimą.
Tačiau taip pat yra keletas galimų apribojimų, į kuriuos reikia atsižvelgti naudojant granitą kaip puslaidininkinę medžiagą. Vienas iš pagrindinių iššūkių yra aukštos kokybės kristalinių struktūrų pasiekimas. Kadangi granitas yra natūraliai atsirandanti uoliena, jame gali būti priemaišų ir defektų, kurie gali paveikti medžiagos elektrines ir optines savybes. Be to, skirtingų rūšių granito savybės gali labai skirtis, todėl gali būti sunku gaminti nuoseklius, patikimus prietaisus.
Kitas iššūkis naudojant granitą puslaidininkiniuose prietaisuose yra tas, kad tai yra palyginti trapi medžiaga, palyginti su kitomis puslaidininkių medžiagomis, tokiomis kaip silicio ar galio nitridas. Dėl to jis gali būti labiau linkęs į stresą įtrūkimą ar skilimą, o tai gali kelti susirūpinimą dėl prietaisų, kuriems kyla mechaninis stresas ar šokas.
Nepaisant šių iššūkių, galimas granito naudojimo puslaidininkių prietaisuose pranašumas yra pakankamai reikšmingas, kad tyrėjai ir toliau tyrinėtų jo galimybes. Jei iššūkius galima įveikti, įmanoma, kad granitas galėtų pasiūlyti naują alėją, skirtą kurti aukštos kokybės, ekonomiškus puslaidininkinius prietaisus, kurie yra ekologiškesni nei įprastos medžiagos.
Apibendrinant galima pasakyti, kad nors yra keletas galimų apribojimų naudoti granitą kaip puslaidininkinę medžiagą, jo didelis šilumos laidumas, žemo šiluminio išsiplėtimo koeficientas ir maža dielektrinė konstanta daro jį patraukliu pasirinkimu ateityje kurti prietaisą. Sprendžiant iššūkius, susijusius su aukštos kokybės kristalinių struktūrų sukūrimu ir mažinant trapumą, įmanoma, kad ateityje granitas gali tapti svarbia medžiaga puslaidininkių pramonėje.
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 19 d