Группа исследователей рассматривает уголь как потенциальную замену металлооксидной пленки, используемой для изоляции 2D-транзисторов следующего поколения. Если уголь можно будет успешно использовать в современных транзисторах, это может иметь огромные последствия для полупроводниковой промышленности

Полупроводники для правильного функционирования полагаются на множество материалов. Хотя они в основном изготавливаются из кремния, необходимы дополнительные материалы для изоляции кремниевых транзисторов и предотвращения выхода электрического тока из транзистора, когда этого не должно быть. Другой термин для этого процесса — утечка. В современных полупроводниках оксид металла изолирует кремниевые транзисторы, чтобы предотвратить ее. Но есть проблема: сегодня спрос на полупроводниковые транзисторы находится на рекордно высоком уровне из-за многих факторов, включая развитие искусственного интеллекта. Кремний, материал, из которого состоят современные полупроводниковые транзисторы, найти становится все труднее и труднее из-за постоянно растущего спроса на полупроводниковые чипы. В результате полупроводниковая промышленность сейчас отчаянно ищет новые, более доступные материалы, которые смогут заменить кремний.

Именно поэтому уголь оказался потенциальным кандидатом на замену полупроводниковых транзисторов на основе кремния. Уголь не используется для замены кремниевых транзисторов; вместо этого его исследуют в качестве изолятора для некремниевых транзисторов вместо оксида металла.

В настоящее время изучаются несколько других материалов для замены кремниевых транзисторов, а именно графен и молибден. Транзисторы, изготовленные из этих двух материалов, известны как 2D-транзисторы из-за их невероятной плоскостности. Графен, в частности, способен функционировать при толщине в один атом. Однако одна проблема с этими 2D-транзисторами заключается в том, что оксид металла не может адекватно изолировать их при соединении с ними. Это приводит к утечкам, что делает транзисторы неработоспособными. Было обнаружено, что уголь гораздо лучше изолирует графеновые и молибденовые транзисторы, правильно изолируя чрезвычайно плоскую поверхность транзистора. Подвиг, на который неспособен оксид металла. Исследования и разработки в области угольных изоляторов все еще находятся в зачаточном состоянии. Тем не менее, в настоящее время это единственный материал, способный изолировать графеновые и молибденовые 2D-транзисторы, что открывает углю светлое будущее. Он также имеет ряд других преимуществ, в том числе большое распространение, простоту изготовления и богатую наноструктуру, что делает его идеальным материалом для производства полупроводников в будущем.