Peranti semikonduktor telah menjadi kebiasaan dalam teknologi moden, menguasakan segala-galanya daripada telefon pintar hinggalah kenderaan elektrik. Memandangkan permintaan untuk peranti elektronik yang lebih cekap dan berkuasa terus meningkat, teknologi semikonduktor sentiasa berkembang, dengan para penyelidik meneroka bahan dan struktur baharu yang boleh menawarkan prestasi yang dipertingkatkan. Satu bahan yang baru-baru ini mendapat perhatian kerana potensinya dalam peranti semikonduktor ialah granit. Walaupun granit mungkin kelihatan seperti pilihan yang luar biasa untuk bahan semikonduktor, ia mempunyai beberapa sifat yang menjadikannya pilihan yang menarik. Walau bagaimanapun, terdapat juga beberapa batasan yang berpotensi untuk dipertimbangkan.
Granit ialah sejenis batuan igneus yang terdiri daripada mineral termasuk kuarza, feldspar dan mika. Ia dikenali kerana kekuatan, ketahanan dan rintangannya terhadap haus dan lusuh, menjadikannya bahan binaan yang popular untuk pelbagai perkara daripada monumen hinggalah ke kaunter dapur. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, para penyelidik telah meneroka potensi penggunaan granit dalam peranti semikonduktor kerana kekonduksian termanya yang tinggi dan pekali pengembangan terma yang rendah.
Kekonduksian terma ialah keupayaan bahan untuk mengalirkan haba, manakala pekali pengembangan terma merujuk kepada berapa banyak bahan akan mengembang atau mengecut apabila suhunya berubah. Sifat-sifat ini penting dalam peranti semikonduktor kerana ia boleh menjejaskan kecekapan dan kebolehpercayaan peranti. Dengan kekonduksian terma yang tinggi, granit mampu menghilangkan haba dengan lebih cepat, yang boleh membantu mencegah terlalu panas dan memanjangkan jangka hayat peranti.
Satu lagi kelebihan menggunakan granit dalam peranti semikonduktor ialah ia merupakan bahan yang berlaku secara semula jadi, yang bermaksud ia mudah didapati dan agak murah berbanding bahan berprestasi tinggi lain seperti berlian atau silikon karbida. Selain itu, granit stabil secara kimia dan mempunyai pemalar dielektrik yang rendah, yang boleh membantu mengurangkan kehilangan isyarat dan meningkatkan prestasi peranti secara keseluruhan.
Walau bagaimanapun, terdapat juga beberapa batasan yang berpotensi untuk dipertimbangkan apabila menggunakan granit sebagai bahan semikonduktor. Salah satu cabaran utama adalah mencapai struktur kristal berkualiti tinggi. Memandangkan granit merupakan batuan yang berlaku secara semula jadi, ia boleh mengandungi bendasing dan kecacatan yang boleh menjejaskan sifat elektrik dan optik bahan tersebut. Tambahan pula, sifat-sifat pelbagai jenis granit boleh berbeza-beza, yang boleh menyukarkan penghasilan peranti yang konsisten dan boleh dipercayai.
Satu lagi cabaran penggunaan granit dalam peranti semikonduktor ialah ia merupakan bahan yang agak rapuh berbanding bahan semikonduktor lain seperti silikon atau galium nitrida. Ini boleh menjadikannya lebih mudah retak atau patah di bawah tekanan, yang boleh menjadi kebimbangan bagi peranti yang terdedah kepada tekanan mekanikal atau kejutan.
Walaupun terdapat cabaran-cabaran ini, potensi manfaat penggunaan granit dalam peranti semikonduktor adalah cukup signifikan sehingga para penyelidik terus meneroka potensinya. Jika cabaran-cabaran tersebut dapat diatasi, ada kemungkinan granit boleh menawarkan jalan baharu untuk membangunkan peranti semikonduktor berprestasi tinggi dan kos efektif yang lebih mampan dari segi alam sekitar berbanding bahan konvensional.
Kesimpulannya, walaupun terdapat beberapa batasan potensi penggunaan granit sebagai bahan semikonduktor, kekonduksian terma yang tinggi, pekali pengembangan terma yang rendah, dan pemalar dielektrik yang rendah menjadikannya pilihan yang menarik untuk pembangunan peranti pada masa hadapan. Dengan menangani cabaran yang berkaitan dengan menghasilkan struktur kristal berkualiti tinggi dan mengurangkan kerapuhan, granit mungkin boleh menjadi bahan penting dalam industri semikonduktor pada masa hadapan.
Masa siaran: 19 Mac 2024