Koolstof misschien vervanging van silicium
Nieuws » Koolstof misschien vervanging van silicium
Nieuwsberichten
Koolstof misschien vervanging van silicium
Auteur: Bert van Hal
Bewerker: Arnoud Onnink
Publicatiedatum: 22-12-2007 14:00
Categorie: Overig nieuws
Bron: Vnunet
Views: 2088
Het mag als bekend worden verondersteld dat silicium als grondstof voor computerchips tegen haar grenzen aan begint te lopen. De industrie weet met allerlei nieuwe vindingen die grenzen telkens weer iets te verleggen. Toch zal eens het einde in zicht komen en de wetenschap is daarom dan ook naarstig op zoek naar alternatieven. Koolstof in een kristallijne vorm lijkt een goede kandidaat te zijn. Er is inmiddels al veel onderzoek gedaan naar de toepassing van nanotubes als halfgeleider-materiaal en in 2004 is hiermee de eerste geheugenchip geproduceerd.

Professor Stephen Y. Chou
Wetenschappers van de Princeton University in de VS, onder leiding van professor Stephen Chou, verrichten onderzoek naar het gebruik van grafeen (Engels: graphene) ter vervanging van silicium in halfgeleider-schakelingen. Grafeen bestaat uit een enkele laag koolstofatomen in een honingraat structuur. Met deze verbinding moet het mogelijk zijn elektronische apparatuur te bouwen die informatie verwerkt en radio-uitzendingen produceert met een tien maal hogere efficiëntie dan met de huidige techniek haalbaar is.
Tot nu toe ging men er van uit dat het noodzakelijk is om, net als bij silicium, één enkel kristal te maken met een doorsnede van 20 tot 30 cm. Tot op heden is het niet gelukt om kristallen te produceren die groter dan 2 mm zijn en dat is niet eens voldoende voor één enkele chip. Professor Chou en zijn onderzoeksteam zijn tot de conclusie gekomen dat het misschien helemaal niet nodig is om één grote wafer te maken als het mogelijk is om kleine kristallen te plaatsen op alleen de actieve gedeeltes van een chip. Dat is nu precies hetgene wat Stephen Chou en zijn team hebben bereikt en zij hebben dit gedemonstreerd met werkende grafeen hoogvermogen-transistors.
![]() |
|
|
#2 |
|
Junior Member
|
Mooie evolutie, maar zal waarschijnlijk nog niet voor morgen zijn
|
|
|
|
|
|
#3 |
|
Junior Member
|
Het zal zeker niet voor morgen, waarschijnlijk zelfs niet voor overmorgen
Hoewel mij deze aanpak zeer moeilijk op te schalen lijkt. |
|
|
|
|
#4 |
|
Senior Member
|
Ach, het opschalen is nu nog lang niet de issue: het gaat er puur om of ze de techniek voor elkaar kunnen krijgen om koolstof ipv silicium te gebruiken en iets werkends te produceren. Daarna wordt er pas gekeken of ze het sneller kunnen maken dan de huidige chips (als ze dat niet meteen zijn) en pas als laatste of het economisch rendabel is om op grote schaal te gebruiken.
Lijkt me mooi als ze dat daadwerkelijk voor elkaar krijgen. |
|
|
|
|
|
#5 |
|
Junior Member
|
Hopen det het ook een goede prestatie winst geeft.
Anders heeft het ook geen zin. |
|
|
|
|
|
#6 | |
|
Senior Member
|
Citaat:
Hier ben ik niet mee eens. Het gaat er toch om als vervanging van sillicum. Straks is dat spul op en er moet toch een alternatief zijn. Hierin is koolstof een goede. Dan maakt het mij niet uit of het nou ook prestatiewinst heeft. Als er maar een vervanging is voor sillicum, zodat ze weer volop kunnen produceren, De introductie van koolstof zal echter nog op zich moeten wachten, een jaartje of wat denk ik. |
|
|
|
|
|
#7 |
|
Senior Member
|
Silicium opraken? De aardkorst bestaat voor 25,7% uit silicium(verbindingen), met name oxiden. Er zijn wel wat handelingen nodig om het zuiver te krijgen, omdat zuiver silicium op aarde niet voorkomt. Bij koolstof zul je echter ook handelingen moeten verrichten om het bruikbaar te maken als halfgeleider.
De overstap naar koolstof heeft dan ook niets te maken met de beschikbare hoeveelheid van het element, maar met de grenzen die de techniek nu nadert bij het gebruik van silicium voor de halfgeleiders. |
|
|
|
|
|
#8 | |
|
Junior Member
|
Citaat:
Ok, dat ging ik dus ook net zeggen Silicium is er genoeg |
|
|
|
|
|
|
#9 |
|
Junior Member
|
Zo te horen is dat koolstof een stuk beter dan silicum,
dit betekend waarschijn dat als deze techniek doorbreekt het alleen voor hi-preformance apperaten wordt gebruikt, omdat die stap veel te groot is voor het commercieel gebruik. Daarom verwacht ik ook dat koolstof in normale computers wel even zal duren, zeker tot 2010, en waarschijnlijk later... Maja dat is alleen mijn verwachting. Wat denken jullie hiervan?? sebastiaan |
|
|
|
|
|
#10 |
|
Junior Member
|
Ik denk dan ook dat de prijs iets duurder word aangezien
dit materiaal nog best wel nieuw is. en het is niet kapot te krijgen.(anders mag je wel heel gek doen) |
|
|
|
|
|
#11 | |
|
Senior Member
|
Citaat:
Zal denk ik 5 tot 10 jaar duren, als het al iets wordt... |
|
|
|
|
|
|
#12 | |
|
Senior Member
|
Citaat:
|
|
|
|
|
|
#13 | ||
|
Senior Member
|
Maar voor het zuiveren van silicium gebruiken ze (voor zover ik weet) geen aluminium. Maar mocht dat toch zo zijn, dan is er toch wel weer een stap om het gevormde aluminiumoxide om te zetten naar aluminium (redox reactie). Zo is het netto-verbruik van aluminium weer nul
De vorming van silicium uit zand: Citaat:
De zuivering van silicium: Citaat:
Zoals je ziet kost het vormen van silicium alleen veel energie, maar put het verder niet overige grondstoffen uit. Laatst aangepast door mMark : 25-12-2007 om 10:50. |
||
|
|
|
|
|
#14 |
|
Senior Member
|
Hmm interessant. Ga ik eens aan mijn scheikunde leraar vragen over die redox reactie (niet dat ik je niet geloof).
Maar als Silicium wordt gewonnen door siliciumdioxide te verhitten onder aanwezigheid van koolstof, dan vraag ik me af of het toeval is dat men nu silicium wilt gaan vervangen door het koolstof zelf... Als ik zou eens kijk naar de vorming van silicium dan zie ik dus dat er CO2 ontstaat, iets wat we niet echt kunnen gebruiken op dit moment (broeikaseffect). Eigenlijk is de vorming van chips dus niet milieuvriendelijk.... |
|
|
|
|
#15 |
|
Senior Member
|
Redoxreacties kreeg ik pas aan het eind van de 5e klas VWO (met profiel natuur en techniek gecombineerd met natuur en gezondheid). Aluminiumoxide, Al2O3, is een zout. Wanneer een zout zich in ionvorm in water bevind, kun je met redoxreacties een ion omzetten naar een ongeladen stof (aluminiumion naar aluminiumatoom): het is puur het afgeven van elektronen van reductor naar oxidator (redox), of van oxidator naar reductor wanneer je een reactie afdwingt dmv een spanningsbron. Aluminiumoxide is dan wel een slecht oplosbaar zout (dwz: weinig van het zout in ionvorm in water), maar er is vast wel een manier om het weer terug te krijgen naar een metaal ipv ion.
Of het toeval is? Nee: koolstof wordt nou eenmaal veel gebruikt als het gaat om het opnemen van zuurstofatomen bij een stof. Bij hoge temperaturen binden de zuurstofatomen aan de koolstofatomen en krijg je een koolstofoxide, die niet schadelijk is voor het milieu (broeikaseffect even buiten wegen gelaten). Bij het zuiveren van silicium onstaat inderdaad CO2 (en ook koolstofmono-oxide: CO), maar deze hoeveelheid is gewoon te verwaarlozen als je bekijkt hoeveel CO2 er wordt uitgestoot bij het verwekken van de energie voor de vorming en zuivering. Bij elke stap is er namelijk verhitting plaats, waar veel energie voor nodig is. Tegenwoordig kun je er nog steeds vanuit gaan dat daar een vervuilende energiecentrale voor zorgt. Laatst aangepast door mMark : 25-12-2007 om 23:39. |
|
|
|
|
|
#16 | |
|
Hardware.Info Editor
|
Citaat:
Deze twee eigenschappen van C t.o.v. Si zijn dus niet direct gerelateerd. In principe zou je ook een andere reductor kunnen gebruiken voor de vorming van elementair Si. Die hoeft geenszins uit groep 14 te komen of vier valentie-elektronen te hebben. Aluminium is thermodynamisch een goede keuze, maar of het in de praktijk bruikbaar is betwijfel ik. SiO2, Al en Al2O3 zijn alle vaste stoffen bij kamertemperatuur (en een stuk hoger ook)... Vaste stoffen reageren niet gemakkelijk met elkaar; in hoogovens is CO-gas daarom essentieel, maar met Al heb je niet zo'n oplossing. Overigens lijkt het me duidelijk dat redoxreacties niet alleen in waterig milieu plaatsvinden. De reactie SiO2 + C --> Si + CO2 verloopt pas vanaf minstens 1500 graden Celcius, dan is er echt geen water meer... Edit: silicium wordt industrieel kennelijk gemaakt door elektrische verwarming van kwarts en cokes, omdat chemische verwarming met de verbranding van bijv. gas de temperatuur niet hoog genoeg kan krijgen (het moet over de 2000 graden) Laatst aangepast door Arnoud Onnink : 10-01-2008 om 21:55. |
|
|
|
|
|
#17 |
|
Senior Member
|
Klopt, maar ik had het met de redoxreacties dan ook alleen over het omzetten van een aluminium-ion naar aluminium-atoom.
Maargoed, weer even lekker scheikunde bij de computertechniek |
|
|
|
![]() |
| Discussieopties | Zoek in discussie |









