تا حالا فکر کردی چی باعث میشه گوشی‌ها و لپ‌تاپهامون روز‌به‌روز سریع‌تر و کوچیک‌تر بشن؟ خب، الان یه تیم از محققای دانشگاه جانز هاپکینز خبری فوق‌العاده داده: یه روش و ماده‌ی جدید ساختن که میتونه صنعت ساخت ریزتراشه‌ها رو کلی دگرگون کنه و دستگاه‌هامون رو باز هم کوچیک‌تر و پرسرعت‌تر کنه!
ماجرا اینه که این تیم موفق شدن مدارهایی رو طراحی کنن که اندازه‌شون اونقدر کوچیکه که اصلاً با چشم دیده نمیشن! یعنی با دقت باور نکردنی ۲۲۹ نانومتر تونستن روی تراشه‌ها کار کنن – فقط تصور کن، ۲۲۹ نانومتر یعنی تقریباً دو هزار برابر کوچیک‌تر از قطر موی انسان!
داستان چیپ‌ها چیه؟ ریزتراشه یا همون microchip، تیکه‌هایی از سیلیکون هستن که توشون کلی مدار و مدارکشی پیچیده قرار داره؛ همینا هستن که باعث میشن دستگاه‌هامون کار کنه. اما ساخت مدارهای خیلی ریز یه چالش بزرگه، مخصوصاً وقتی بخوای برای تولید انبوه اقتصادی باشه.
محقق‌ها از مراحل ساخت چیپ با پرتوهای خاصی استفاده می‌کنن. یه لایه ماده حساس به تابش – که بهش “resist” میگن (یعنی ماده‌‌ای که وقتی نور تابیده میشه واکنش نشون میده)– رو روی ویفر سیلیکونی می‌کشن. بعد، با پرتاب پرتو، مدارها و نقشه‌هاشون رو روش حکاکی می‌کنن.
مشکل اینجاست که مواد قدیمی نمی‌تونستن این دقت بالا رو با پرتوهای قوی و پیشرفته تحمل کنن، چون یا خراب می‌شدن یا دقت لازم رو نداشتن. اینجاست که داستان مواد جدید شروع میشه. این تیم (و یه سری دانشگاه‌های معروف دیگه از چین، سوئیس و آمریکا) با همکاری هم، یه نوع resist ساختن که ترکیبی از مواد آلی و فلزیه – مثلاً imidazole (یه ماده آلی خاص) و فلزاتی مثل روی.
حالا این ترکیب چیکار میکنه؟ وقتی با یه نوع پرتو خاص به اسم B-EUV (که مخفف Beyond Extreme Ultraviolet هست و یعنی پرتو فرابنفش خیلی قوی‌تر از معمول!) به این ماده می‌تابونن، فلز روی، این پرتو رو جذب میکنه و الکترون آزاد میشه که باعث میشه imidazole واکنش بده و خیلی دقیق نقش و نگارهای مدار رو روی تراشه بیاره. یعنی تقریبا اولین باره که کسی تونسته همچین مقاومی رو با این مقدار دقت و کنترل ضخامت توی ابعاد نانومتری، روی تراشه بسازه.
جالب اینجاست که محقق‌ها فهمیدن میشه فلزات مختلفی رو با این ساختار آزمایش کرد؛ الان حداقل ۱۰ فلز مختلف پیدا کردن که هرکدوم با ترکیبات آلی مختلف (که تعدادشون به صدها می‌رسه!) میتونن جواب بدن. اینجا چون هر موج تابش (هر طول موج) با فلز متفاوتی بهتر کار میکنه، امکان آزمایش خیلی راحت‌تر شده. مثلاً فلز روی برای B-EUV عالیه ولی برای مدل پرتوهای فرابنفش معمولی چندان خوب نیست – پس این ترکیب جدید مخصوص نسل آینده‌ی چیپ‌سازی خیلی ارزشمنده.
این کار رو با یه روش آزمایش و تولید به اسم chemical liquid deposition (یا ته‌نشینی مایع شیمیایی) انجام دادن که بهشون اجازه میده سریع و دقیق ترکیب‌ها رو امتحان کنن تا ببینن کدوم بهتره – خیلی خفن و کارآمد!
اهمیت این پیشرفت از اینجاست که زمینه رو فراهم میکنه برای تولید انبوه ریزتراشه‌هایی که هم کوچیک‌ترن، هم سرعت بالاتری دارن و هم ارزان‌تر تولید میشن؛ یعنی تاثیرش میتونه از گوشی و لپ‌تاپ و کنسول بازی بگیره تا صنایع بزرگ مثل هواپیماسازی و ماشین‌های خودران. واقعاً اگه تو ۱۰ سال آینده چیپ‌های B-EUV وارد بازار بشن، باید منتظر انقلاب جدیدی تو الکترونیک باشیم.
راستی، این مقاله رو امروز توی مجله تخصصی Nature Chemical Engineering منتشر کردن (که واقعاً یه مرجع خفن برای مهندسی شیمی و مواد هست).
خلاصه اینکه، محققای جانز هاپکینز و بقیه دانشگاه‌های همکار، راه رو دارن باز می‌کنن برای نسل بعدی دستگاه‌های هوشمند؛ و شاید چند سال دیگه وقتی یه گوشی عجیب‌غریب دیدی، بدون که یکی از عامل‌هاش همین تحقیق‌هاست!
منبع: +
