تمكن الباحثون من بناء أصغر ترانزستور في العالم، يبلغ سمكه ذرة واحدة وعرضة 10 ذرات. توصل الباحثون إلى هذا الترانزستور من خلال الاستفادة من مادة الجرافين، وهي مادة ثنائية الأبعاد اكتشفت لأول مرة منذ أربعة أعوام، ومن الممكن أن تحل محل السيليكون في يوم من الأيام.
ويعتبر هذا الترانزستور، وهو عبارة عن مفتاح للتشغيل والإيقاف، مكوناً رئيسياً للرقائق الالكترونية الدقيقة وأساس جميع الأجهزة الالكترونية تقريبا.
قاد كل من الدكتور كوستيا نوفوسيلفو والدكتور أندري جيم من كلية الفيزياء والفلك بجامعة مانشستر عملية البحث للوصول إلى إمكانية استعمال الجرافين في الأجهزة الالكترونية، وكانا أول من قام بفصل شريحة من مادة الجرافين من الجرافيت، وهو نوع من الكربون.
عرفت مادة الجرافين بتفوقها في العديد من المجالات وذلك لإمكانية استخدامها في مجموعة كبيرة من التطبيقات المستقبلية. ويفكر الباحثون حاليا في استخدام هذه المادة في تكنولوجيا الشاشات، لاسيما وأن مادة الجرافين تتمتع بخاصية الشفافية. وأوضحوا أن تلك المادة يمكن تشكيلها للحصول على دوائر كهربائية صغيرة مع ترانزستورات فردية لا يزيد حجمها عن حجم جزيء واحد.
يقول الدكتور نوفوسيلفو إن مادة الجرافين تتمتع بالعديد من المميزات التي تجعلها تتفوق على السيليكون، لاسيما من حيث قدرتها على توصيل الكهرباء بسرعة تفوق سرعة السيليكون. ويضيف دكتور نوفوسيلفو أن مادة الجرافين موصل رائع مما يجعلها المادة المثالية للتطبيقات التي تعتمد على الرقائق.
وتعد مادة الجرافين من أكثر الموضوعات التي يركز عليها الباحثون في مجال أشباه الموصلات في الوقت الحالي؛ فعلى العكس من مادة السيليكون، تعمل ترانزستورات الجرافين بصورة أفضل ويتحسن أداؤها كلما صغر حجمها.
ويذكر العديد من الباحثين أن إنتاج الدوائر من السيليكون بأقل من 10 نانومتر سيكون أمرا غاية في الصعوبة، لأن هذه الدوائر قد تبدأ بتسريب الكهرباء إذا وصل الحجم إلى أقل من 10 نانومتر. على الرغم من ذلك، قامت بعض الشركات، والتي من بينها شركة إنتل، بوضع خارطة طريق لتقليل حجم الدوائر في شريحة السيليكون إلى أقل من 10 نانومتر، أي أصغر من عرض شعرة واحدة من شعرات الإنسان بعشرة آلاف مرة.
أما الجرافين، فيتوقع العلماء على المدى القريب أن تصل استخداماته إلى شاشات LCD ويقول دكتور نوفوسيلفو في هذا الصدد: تعتمد شاشات الكمبيوتر على الموصلات الشفافة الجيدة. ولكن المواد الحالية باهظة التكلفة وصعبة الإنتاج... أما الجرافين، فهو المادة الوحيدة التي يبلغ سمكها ذرة واحدة، مما يجعلها ذات شفافية مطلقة فهي بالفعل موصل رائع.
بالإضافة إلى ذلك، هناك محاولات تجري حاليا لاستخدام مادة الجرافين في الألواح الشمسية، وأغطية النوافذ الشفافة، وتقنيات الاستشعار.
