تمكن علماء من اكتشاف مادة فوق ذرية، تُعد أسرع وأكفأ أشباه الموصلات المعروفة في الوقت الحالي.
ومن المفترض أن تحل المادة المسماة Re6Se8Cl2، محل السيليكون المستخدم على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات.
وقال فريق الكيميائيين من جامعة كولومبيا في دراستهم المنشورة في مجلة “Science” إن أهمية المادة تكمن في سرعتها في نقل المعلومات والبيانات.
الفرق بين السيليكون والمادة الجديدة
يُعتبر السيليكون أحد عناصر الجدول الدوري ورمزه “Si”، ويدخل في معظم أشباه الموصلات التي تتعلق بالعالم الافتراضي.
ويتوفر السيليكون بشكل كبير في القشرة الأرضية، ويدخل في عمليات التصنيع المختلفة لقدرة الكبيرة على العزل.
على الناحية الأخرى، تُعد Re6Se8Cl2 مادة اصطناعية فوق ذرية، لا يمكن العثور عليها في أي منطقة على وجه الأرض.
ومن بين مكونات المادة الجديدة هو عنصر الرينيوم النادر وجوده على سطح الأرض، ولذلك فتصنيعه بهذه المادة يُعد باهظ التكلفة.
جاء اكتشاف Re6Se8Cl2 عن طريق الصدفة، كسائر الإنجازات العلمية السابقة.
وكان البحث الأساسي يهدف لاختبار أدوات التصوير فائقة الدقة الخاصة بالفريق، وفق نمط ضمن توقعات الحركة الإلكترونية البطيئة.
ولكن بالاستمرار في إجراءات التجربة، بدأت أولويات البحث في التغير تمامًا.
كيف تتفوق المادة الذرية على السيليكون؟
يعمل أي نظام تشغيل من خلال تدفق الإلكترونات المنتظم المدفوع بالتيار الكهربائي، والذي هو أساس أي نظام رقمي.
وتقوم مواد مختلفة بتوصيل الإلكترونات بدرجات متفاوتة من حيث الكفاءة.
وفي السيليكون، تتحمل الجسيمات المعروفة باسم الإكسيتونات مهمة حمل التيار الكهربائي والمعلومات، وهي جيدة في هذا الأمر.
ولكن نقطة القوة في المادة الجديدة Re6Se8Cl2، هي أنها تسمح بنقل المعلومات على جسيم جديد يُسمى “إكسيتون – بولارون”.
وتتميز هذه الجسيمات بأنها أصغر من الذرة، والتي تنتج من تفاعل بين الإكسيتونات والفونونات، وهي نوع آخر من الجسيمات الأساسية التي يتم إنشاؤها من خلال اهتزازات البنية الذرية لأي مادة، بما في ذلك Re6Se8Cl2.
وتتميز أيضًا هذه الجزيئات المنتجة بأنها قادرة على نقل المعلومات إلى هدفها دون تشتت أو إهدار للطاقة.
ولكن على الجانب الآخر، يقول العلماء إن عدم التوسع في مصادر الرينيوم، سواء على الأرض أو في الفضاء، فإن المادة الجديدة لن تحل محل السيليكون.
ولكن بشكل عام، فمادة Re6Se8Cl2 يمكّن أن تشكّل رؤية جدية لمستقبل أشباه الموصلات.
كما أنها تفتح الباب لإجراء تجارب على جسيمات أخرى سواء كانت فوق ذرية أم لا.
اقرأ أيضاً:
نظام إعادة تدوير الدماغ.. دراسة حديثة تكشف سر تجديد الخلايا العصبية
دراسة حديثة تكشف نتائج حول ارتباط موجات الدماغ مباشرة بالذاكرة
