Nejtenčí polovodičové trubice na světě. Nový materiál může nahradit křemík

SpektrumX Přehled je pravidelná zpravodajská sekce, která vychází každý den v 8 hodin ráno. Nabízí výběr nejzajímavějších událostí z domova i ze světa, a to nejen z posledních dnů, ale i z uplynulých týdnů a měsíců. Každé vydání je obohaceno o nejnovější dostupné informace, aby čtenář získal co nejúplnější a nejaktuálnější obraz.

Cílem této sekce je upozornit na témata, která mohla být přehlédnuta, dostala minimální mediální pozornost nebo zanikla v záplavě stále se opakujících zpráv o politice a válečných konfliktech. Přehled přináší unikátní informace, zajímavosti a souvislosti, které jinde často nenajdete. Každý text staví na ověřených faktech a širším kontextu, aby si čtenář odnesl nejen informaci, ale i hlubší porozumění a možná objevil něco, o čem dosud vůbec nevěděl.

Živě z vesmíru

Živý přenos z Mezinárodní vesmírné stanice nabízí pohled na Zemi z oběžné dráhy a záběry z práce astronautů mimo stanici. Kamera zachycuje detaily konstrukce ISS, pohyb astronautů během výstupu do volného prostoru a proměny planety pod nimi. Divák sleduje autentické záběry z prostředí, kde panuje ticho, vakuum a neustálý pohyb po oběžné dráze. Přenos ukazuje technickou přesnost práce astronautů i jedinečnou perspektivu na Zemi z výšky přibližně čtyři sta kilometrů. Záběry pocházejí z oficiálních zdrojů NASA a slouží k popularizaci kosmonautiky, vzdělávání a přiblížení skutečné práce na palubě ISS

Živý přenos: Los Angeles z Venice Beach

Nepřetržitý živý přenos z Venice Beach v Los Angeles zachycuje aktuální dění na pobřeží, pohyb návštěvníků a atmosféru ikonické promenády. Kamera je umístěna u Venice V Hotelu a nabízí stabilní výhled na pláž i okolní ruch v reálném čase. Záběr zároveň ukazuje proměny světla a počasí během dne, díky čemuž působí jako vizuální okno přímo na kalifornské pobřeží. Díky stabilnímu umístění kamery je možné sledovat i jemné detaily každodenního života na pláži, které dotvářejí autentickou atmosféru místa.

Stream umístěný v severní části Dánska

Sledujete nepřetržitý živý přenos z lesa, kde kamery tiše pozorují divokou přírodu v jejím přirozeném prostředí. Záběry zachycují proměny dne a noci, počasí, zvuky lesa i nenápadné pohyby zvířat, která byste jinak nikdy neviděli tak zblízka a v takové přirozenosti. Tento stream nabízí klidnou, autentickou podívanou, která spojuje relaxaci, pozorování přírody a možnost na chvíli zpomalit od každodenního shonu.

 Živě z New Yorku: Times Square a panorama

Živý přenos nabízí nepřetržitý pohled na New York, město, které nikdy nespí. Kamera střídá Times Square, panorama World Trade Center, Midtown Manhattan, Central Park i vzdálený výhled na Sochu Svobody. Stream zachycuje atmosféru města v reálném čase – ruch ulic, dopravu na mostech a dálnicích, proměny světel i počasí během dne i noci. Je to přímý kontakt s energií New Yorku, který můžete sledovat kdykoli.

Živě z celého světa: metropole, příroda a ikonická místa planety

Tento živý přenos nabízí nepřetržitý pohled na svět prostřednictvím kamer umístěných v nejznámějších městech a přírodních lokalitách. Stream střídá rušné metropole, klidné pobřeží, horské oblasti i ikonické památky. Záběry doprovází jemná chill hudba, která vytváří příjemnou atmosféru pro sledování počasí, denních změn i nočního života různých částí planety.

Mezi nejdůležitější lokace patří:

  • New York City – panorama mrakodrapů, městský ruch, proměny světel.

  • Paříž – výhledy na historické centrum a atmosféru evropské metropole.

  • Tokio – dynamické ulice, neonové čtvrti a typický městský pohyb.

  • Londýn – ikonické mosty, řeka Temže a městské dominanty.

  • Dubaj – moderní skyline, přístav a futuristická architektura.

  • Pobřeží Středozemního moře – pláže, přístavy a klidné přírodní scenérie.

  • Horské oblasti Evropy a Ameriky – timelapse záběry počasí, mraků a krajiny.

Stream tak spojuje cestování, relaxační hudbu a živé pohledy na svět, které se mění v reálném čase. Je to ideální okno do různých koutů planety, dostupné kdykoli.

Nejtenčí polovodičové trubice na světě. Nový materiál může nahradit křemík


Illustration of 1-nm nanotubes. ©2026 Nakanishi et al. CC-BY-ND

Vědci z Japonska dokázali vytvořit jedny z nejtenčích polovodičových nanotrubic na světě. Jsou tak malé, že jejich průměr odpovídá zhruba velikosti několika atomů vedle sebe, což je oblast, kde materiály obvykle ztrácejí stabilitu. Nový postup ale ukazuje, že i na této extrémní hranici lze vyrobit struktury s přesně definovaným tvarem a vlastnostmi. Výsledkem je materiál, který může jednou nahradit dnešní křemík a posunout miniaturizaci elektroniky dál, než bylo dosud možné. Pro lepší představu: kdyby lidský vlas měl tloušťku dálnice, tyto nanotrubice by byly jako úzký chodníček vedle ní.

Co umožnilo vytvořit trubici tenčí než DNA?

Výzkumný tým z Tokijské univerzity a dalších institucí použil chytrý trik: polovodičový materiál molybdenit (MoS₂) nechal vyrůst uvnitř ochranné trubice z nitridu boritého. Tato vnější trubice funguje jako forma, která drží tvar a brání tomu, aby se ultratenká struktura zhroutila. Díky tomu vznikla dokonale pravidelná nanotrubice o průměru pouhého 1 nanometru, což je hranice, kde běžné metody selhávají. Elektronová mikroskopie potvrdila, že atomy uvnitř trubice jsou uspořádány s mimořádnou přesností, což je klíčové pro budoucí elektronické součástky. Vědci navíc ověřili starou teoretickou předpověď: čím menší průměr trubice, tím menší její energetická mezera, tedy vlastnost určující chování polovodiče.

Tento postup řeší zásadní problém, který trápí jak křemík, tak uhlíkové nanotrubice. U křemíku je stále těžší udržet dokonalou strukturu při zmenšování tranzistorů, protože i drobná vada může způsobit chybu v chování součástky. U uhlíkových nanotrubic zase i nepatrná změna struktury rozhoduje o tom, zda se budou chovat jako kov nebo jako polovodič. Nové MoS₂ nanotrubice jsou v tomto směru mnohem předvídatelnější, protože jejich atomové uspořádání lze řídit s vysokou přesností. To otevírá cestu k tranzistorům typu „gate‑all‑around“, které jsou dnes považovány za nejpokročilejší architekturu pro extrémně malé čipy.

Strukturální výhody tenčích nanotrubicových materiálů. Předchozí pokusy o neuhlíkové nanotrubice vyžadovaly buď více stěn, nebo vnitřní podpůrné trubice, což bránilo jejich využití jako polovodičů. S tenčí trubicí podepřenou zvenčí splňuje nová nanotrubice o průměru 1 nanometru všechna kritéria. ©2026 Nakanishi et al. CC-BY-ND

Co ještě brání praktickému využití

Ačkoli je výsledek průlomový, vědci stojí teprve na začátku cesty k reálným aplikacím. Největší překážkou je délka nanotrubic, která zatím dosahuje jen několika stovek nanometrů. Pro použití v tranzistorech je potřeba alespoň jeden mikrometr, tedy zhruba trojnásobek současné délky. Tým proto pracuje na tom, jak růst prodloužit, aniž by se narušila přesnost atomové struktury. Dalším směrem je rozšíření metody na další materiály, například magnetické nebo supravodivé, které by mohly přinést úplně nové typy senzorů či kvantových zařízení. Pokud se tyto překážky podaří překonat, může se oblast nanotrubic posunout daleko za hranice uhlíkových materiálů a otevřít dveře k menším, rychlejším a energeticky úspornějším technologiím.

Jak byly nanotrubičky vytvořeny a měřeny. Výzkumníci vytvořili nanotrubičky uvnitř jiných, větších, jednodušších nanotrubiček zahříváním prekurzorových materiálů v omezeném prostoru. Pokročilé elektronové mikroskopické snímky a chemické mapování potvrdily přítomnost a atomovou strukturu drobných, vnořených trubicových struktur. ©2026 Nakanishi et al. CC-BY-ND

Nové nanotrubice z MoS₂ ukazují, že miniaturizace elektroniky ještě zdaleka nenarazila na konečnou hranici. Přesnost na úrovni jednotlivých atomů dává vědcům do rukou nástroj, který může změnit podobu budoucích čipů. Zatím jde o experimentální technologii, ale její potenciál je obrovský. Pokud se podaří prodloužit trubice a zvládnout výrobu ve větším měřítku, může jít o jeden z největších skoků v polovodičové technice za poslední roky.

Zdroj: University of Tokyo