Silizeno

Silizenoa grafenoaren antza duen bi dimentsioko silizio alotropikoa da. Material hau silizioaren lamina bakarra da, atomo baten lodiera du.

Ezaugarriak

Karbono eta silizio atomoak taula periodikoaren laugarren taldean daude. Honek esan nahi du balentziazko lau elektroi dauzkatela, eta horregatik, jokaera kimiko antzekoa erakutsi behar dutela. Baina, hala ere, beraien portaera oso desberdina da. Desberdintasun nabarmenena, lotura bikoitzak plano batean egiteko daukan ahalmena da . Karbonoak modu naturalean osatzen ditu lotura hauek, baina silizioak lotura hirukoitzak osatzeko joera dauka uzkurdurak sortuz. Karbono atomoaren tamaina ere txikiagoa da, eta honek lotura gogorragoak osatzen ditu. Horregatik, grafenoa, inolako beste materialikin elkartu gabe, egonkorragoa da silizenoa baino.

Silizioak, berak bakarrik, ezin du grafenoaren egitura berdina osatu, bere atomoen arteko loturengatik. Baina, zeramikari edo zilarrari lotuta antzeko egitura lortu dezake. Gelaxka hexagonaleko xaflaz osatuta, oso egonkorra da erdieroale moduan.

Aurkikuntza

Aspalditik zientifikoak grafenoak dituen antzeko ezaugarriak eta kantitate industrialetan sortu daitekeen material baten bila zebiltzan. Baina orain dela gutxi arte hau ezinezkoa dela pentsatzen zen, hau da, materialen etorkizuna soilik grafenoaren esku zegoela uste zen. Gauzak horrela, ikertzaile batzuek silizenoa sortzea lortu zuten.

2007an Lock Lew Yan Voonek eta Gian Guzmanek (biak Write State Universitykoak (Dayton)) grafenoaren antzekoa zen material bat sortzea nahi zuten, baina, karbonozko atomoen ordez siliziozkoak izatea nahi zuten. Gaur egun, elektronikaren oinarria silizioa dela kontuan izan behar da. Era honetan, aparatu elektronikoetan erabili ahal izango zen, adibidez txipetan.

Askotan gertatzen den moduan, material honen ikerkuntzan dabiltzan taldeak alde desberdinetakoak dira, eta honek prozesua moteldu egiten du.

Alde batetik, 2007an Antoine Fleurencek, Japan Advanced Institute of Science and Technologyko ikertzaileak, silizenoaren lehenengo lagina lortu zuen. Berez siliziozko atomoak zeramikazko azalera batean itsastea lortu zuen plano-egitura bat lortuz. Ondoren, X izpien bidez materialaren egitura hexagonala zela egiaztatu zuten, grafenoaren egitura berdina alegia.

Bestetik, Provenceko unibertsitatean, Guy Le Lay oso gertu dago silizenoaren egitura ondo lortzeko. Ez du laminak osatzea lortu, baina, lotura hexagonala duten haga metalikoak egitea lortu du.

Bi talde hauen kolaborazioa beharrezkoa da silizenoaren industrializazioa lortu ahal izateko, adibidez, zeramikaren ordez zilarra erabiltzea aurrerakuntza handia izan daiteke.

Silizenoaren lehenengo lagina

Aplikazioak

Silizenoaren aplikazioak grafenoaren antzekoak dira, izan ere, silizenoa grafenoa ordezkatzeko ari da garatzen. Hala ere, badaude hau pentsatzen ez dutenak. Batzuk grafenoak, silizioa eta silizenoa ordezkatuko duela uste dute , baina, Walter fisikari holandarrak esaten duen moduan: “ Grafenoak ez du silizioa inoiz ordezkatuko.Mundu hau ezagutzen duen inork ez du hau benetan esango.Grafenoak silizioak egin ez ditzakeen gauza batzuk egin ahal ditu bakarrik. Itsasontzi eta hegazkin modukoa da, batak ezin izango du inoiz bestea ordezkatu” eta silizenoarekin gauza bera gertatzen da.

Silizenoaren erabilpenak baterien mundura onurak ekarriko dituela uste da. Adibidez, silizenoak baterien bizitza-iraupena luzatuko duela pentsatzen da.Adibidez, silizenoaren etorkizuneko aplikazio nabarmena ioi-litiozko baterietan dago. Bateria hauek elektronikaren industrian erabilienak dira. Silizenoaren bidez bateria hauen anodoetan errendimendu egokia lortzen da, hau da, anodoarentzako kapazitate bikoitza eskaintzen du. Honez gainera, silizenoaren erresistentziak eragozten du karga- eta deskarga-prozesuan aldaketarik gertatzea. Honek, bateriak bizitza luzeagoa izango dutela esan nahi du, gaur egungo baterietan gertatzen den kapazitate-galera progresiboa jasan gabe.

Esan beharra dago informazio hau siliziozko nanoegituren ikerketatik ateratakoa dela, eta ez silizenotik. Beraz, oraindik ikusteke dago ea aurreikuspen hauek beteko diren.

Egitura hexagonala

Fabrikazioa

2007an, Japan Advanced Institute of Science and Technologyko ikertzaileek, atomo baten lodiera duen siliziozko xafla lortu dute zeramikazko oinarri bat erabiliz.Hala ere, oraindik silizenoaren propietateak ondo aztertu behar dira, hala nola, eroankortasun elektrikoa, gogortasuna, eta malgutasuna.

Arazoak

Urte batzuk barru merkatuan garrantzia izango duen arren, silizenoa sortzeko eta erabiltzeko arazoak daude. Alde batetik, airearen eraginpean jartzerakoan silizenoa ezegonkorra da. Eta bestetik, silizenoaren konplexutasuna handia da.

Arazo hauek saihesteko, hiru erakunde (Deji Akinwande, Cockrell-eko Konputazio eta Elektronikako Ingeniaritza departamentua, Agrate Brianzako Mikroelektronika eta Mikrosistema Institutua)batu ziren, silizenoaren airearekiko esposizioa murrizten duen fabrikazio-metodo berri bat sortzeko.

Hasteko, ikertzaileek silizio atomozko lurruna kondentsatzen utzi zuten zilarrezko bloke baten gainean, huts-ganbera baten barruan. Silizenozko xafla fin bat sortu zuten zilarrezko geruza horretan. Horren gainean, aluminio oxidozko beste geruza fin bat gehitu zuten. Babes moduan eragiten zuten bi geruza fin hauei esker, inguruan metalezko bi isla uztea lortu zuten, erdian silizenozko tira bat zuena. Akiwandek ikerketan jarraituko du.

Hain zuzen ere, silizenoaren arazo nagusia hauxe da: ez dagoela era masiboan sortzeko industria-prozesu errentagarririk. Hala ere, esan beharra dago, aurrerapauso handi bat izan dela airearekiko duen esposizioaren arazoa konpontzea.

Gaur egun

2015. urte hasieran, Ameriketako Estatu Batuetako Texas unibertsitateko ikertzaile-talde batek silizenozko transistoreak egitea lortu zuen. Honi esker informatika eta elektronika aro berria batean sartu daitezke.

Honez gain, hainbat entsegu egin dira silizenoz osaturiko mikroprozesagailuak lortzeko, baina, oraindik hau ez da guztiz lortu. Hau aurrera eramateak hainbat berrikuntza ekarriko ditu. Alde batetik, mikroprozesagailuak azkarragoak eta eraginkorragoak izango lirateke, eta bestetik, hauen tamaina txikituko litzateke .

Kanpo estekak

• Datuak: Q4419229
• Multimedia: Silicene / Q4419229