فهرست مطالب
دانشمندان با یک روش نوین، امکان ایجاد الگوهای نانومقیاس روی مواد سخت مورد استفاده در صنعت نیمه‌هادی را در دمای اتاق فراهم کردند.
به گزارش سرویس سخت‌افزار تکناک، این تکنیک با بهره‌گیری از ساختار بلوری مواد، الگوهای دقیق را به طور مستقیم روی موادی مانند سیلیکا ایجاد می‌کند. این دستاورد می‌تواند فرایند الگوگذاری در تراشه‌هایی را تسهیل نماید که هم‌زمان از سیگنال‌های الکتریکی و نوری استفاده می‌کنند و مسیر توسعه نسل آینده ادوات فوتونیکی و اپتوالکترونیکی را هموار سازد.
تغییر شکل کنترل‌شده مواد در دمای اتاق
به گفته «هائه یون لی»، استادیار مهندسی مواد و نانو در دانشگاه رایس و از نویسندگان این پژوهش، تحت تابش پرتو الکترونی، پیوندهای اتمی در سیلیکا قابلیت بازآرایی پیدا می‌کنند و این موضوع باعث تغییر شکل تدریجی ماده حتی در دمای محیط می‌شود. وی تاکید کرد که سیلیکا به‌تنهایی تحت تابش دچار تغییر شکل نمی‌شود و نیاز به منبع تنش خارجی دارد. در این مطالعه، اکسید مولیبدن نوع آلفا به عنوان منبع تنش مورد استفاده قرار گرفته است. تابش پرتو الکترونی به ساختار دو لایه باعث ایجاد تنش جهت‌دار و در نتیجه شکل‌گیری الگوهای منظم با چین‌خوردگی‌های یکنواخت شد که با ساختار بلوری داخلی ماده هم‌راستا هستند.
بیشتر بخوانید: شرکت AMD همه را غافلگیر کرد؛ آغاز تولید پردازنده‌های ۲ نانومتری با فناوری TSMC
تبدیل ناهمسانگردی اتمی به الگوهای نانومقیاس
لی توضیح داد که در این روش، ناهمسانگردی در مقیاس اتمی به الگوهای موج‌دار نانومقیاس تبدیل می‌شود؛ ساختارهایی که به‌مراتب کوچک‌تر از قطر موی انسان هستند و می‌توانند مسیر نور را خم یا تفکیک کنند. این ویژگی آنها را به گزینه‌ای مناسب برای کاربرد در گریتینگ‌های نوری و هدایت نور در تراشه‌ها تبدیل می‌کند. همچنین پژوهشگران دریافتند که مواد سخت در برابر تنش‌های مکانیکی معمولاً دچار ترک‌خوردگی یا ایجاد نقص‌های تصادفی می‌شوند؛ موضوعی که پیش‌تر استفاده از روش‌های چین‌محور را به بسترهای نرم محدود کرده بود. در این تحقیق، رویکردی جدید برای اعمال الگوهای چین‌دار روی مواد عایق سخت معرفی شده است. علاوه بر این، امکان تنظیم ویژگی الگوها از طریق تغییر ضخامت لایه ناهمسانگرد یا شدت پرتو الکترونی فراهم شده است.
مرتبط: هواوی «قانون تائو» را معرفی کرد؛ عصر جدید پردازنده‌ها از راه می رسد
به گفته لی، مزیت اصلی این روش در حذف مراحل پیچیده، کاهش هزینه‌ها و جلوگیری از آلودگی شیمیایی سطح تراشه نهفته است، چرا که کل فرایند در یک مرحله و در دمای اتاق انجام می‌شود. پس از تکمیل فرایند الگوگذاری، لایه اکسید مولیبدن آلفا به سادگی از سطح سیلیکا جدا می‌شود. در ادامه، پژوهشگران نشان دادند که این پدیده در سایر مواد عایق رایج مانند اکسید آلومینیوم و نیترید سیلیکون نیز قابل مشاهده است؛ موضوعی که نشان‌دهنده قابلیت تعمیم‌پذیری این روش در صنعت نیمه‌هادی می‌باشد. این فناوری می‌تواند مسیر ادغام ساختارهای نوری در تراشه‌های آینده را ساده‌تر و مستقیم‌تر کند. در نهایت، قرارگیری لایه کریستالی ناهمسانگرد روی سیلیکا و تابش پرتو الکترونی به آن باعث کمانش لایه اکسید مولیبدن تحت تنش و هم‌زمان نرم شدن لایه زیرین سیلیکا شد؛ فرایندی که اساس شکل‌گیری این الگوهای نانویی را تشکیل می‌دهد.
