جستجو در تالارهای گفتگو

تیمی از دانشمندان "آی. بی. ام" برای اولین بار موفق شدند یک مدار مجتمع کارآمد را برپایه ماده جدید گرافن توسعه دهند. به گزارش سرویس علم و فن آوری پایگاه اطلاع رسانی صبا به نقل از خبرگزاری مهر، گرافن یک ماده بلوری دو بعدی از اتمهای کربن است. در این ماده الکترونها می توانند به صورت مجازی 100 برابر سریعتر از الکترونهای حاضر در سیلیکون حرکت کنند به همین علت به طور بالقوه گرافن می تواند کاربردهای زیادی در صنایع الکترونیک داشته باشد. تاکنون دانشمندان تنها تحقیقاتی آزمایشگاهی را بر روی پتانسیلهای این ماده جدید که سال گذشته توانست جایزه نوبل فیزیک را برای کاشفانش به ارمغان بیاورد انجام داده بودند اما اکنون تیمی از محققان "آی. بی. ام" به سرپرستی "یو- مینگ لین" موفق شدند گامی مهم در توسعه یک فناوری جدید دیجیتال برپایه کربن بردارند. این دانشمندان موفق شدند برای اولین بار از این ماده شگفت انگیز به عنوان پایه یک مدار مجتمع کارآمد استفاده کنند. ساخت اولین مدار مجتمع کارآمد گرافنی در دنیا این امکان را تایید می کند که در آینده ای حتی دور، گرافن می تواند به طور کامل در تولید ریزتراشه ها جایگزین سیلیکون شود. مدار مجتمعی که "آی. بی. ام" توسعه داده است در حقیقت یک "مخلوط کن بسامدهای مختلف" برای ارتباطات در پهنای باند و یکی از اساسی ترین و مهمترین مدارات تمام دستگاههای ارتباطی است. براساس گزارش فیزیک وورد، این محققان، گرافن خود را از طریق جداسازی گرمایی سیلیکون از "قرصهای کاربید سیلیکون" به دست آوردند و لایه های گرافنی یک شکلی را بر روی سطح کاربید سیلیکونی ایجاد کردند. سپس، با استفاده از لیتوگرافی پرتو الکترونی، یک کانال ترانزیستوری را تعریف کردند و گرافن را با یک پلاسمای اکسیژن به خارج از مناطق کانال حرکت دادند. در پایان، یک لایه نازک 120 نانومتری از دی اکسید سیلیکون که از تبخیر پرتو الکترونی رسوب کرده بود برای جدا کردن حلقه های القاگر از اتصالات زیرلایه فلزی مورد استفاده قرار گرفت. توان حداکثری مخلوط کردن بسامدهای رادیویی در این مدار مجتمع، 10 گیگاهرتز است درحالیکه ثبات گرمایی مدار حداکثر به 125 درجه سانتیگراد می رسد. این دانشمندان در این خصوص توضیح دادند: "این یک مدار واقعاً کاربردی است که برای مثال می تواند در یک تلفن همراه هوشمند به کار رود. به خاطر این یکپارچه سازی، کل مدار می تواند بسیار کوچک باشد. این نمونه مداری که ما ساختیم کمتر از یک میلیمتر مربع مساحت دارد."

دید کلی: ممکن است تصور شود که ساخت مدارهای مجتمع ، شامل تعداد زیادی قطعه بهم متصل شده روی یک بستر Si از جنبه فنی و اقتصادی مخاطره آمیز باشد، در حالی که روشهای نوین امکان انجام اینکار را بصورت مطمئن و نسبتا کم هزینه فراهم ساخته است. در بیشتر مواقع یک مدار کامل روی تراشه Si را می‌توان بسیار ارزانتر و مطمئنتر از یک مدار مشابه با استفاده از قطعات مجزا تولید کرد. دلیل اصلی این امر امکان ساخت صدها مدار مشابه بطور همزمان روی پولک Si است که این فرآیند تولید گروهی Batch Fabrication نامیده می‌شود. این مدارها که بطور کامل روی یک تراشه نیم رسانا قرار می‌گیرند مدارهای یکپارچه نامیده می‌شوند دید کلی: ممکن است تصور شود که ساخت مدارهای مجتمع ، شامل تعداد زیادی قطعه بهم متصل شده روی یک بستر Si از جنبه فنی و اقتصادی مخاطره آمیز باشد، در حالی که روشهای نوین امکان انجام اینکار را بصورت مطمئن و نسبتا کم هزینه فراهم ساخته است. در بیشتر مواقع یک مدار کامل روی تراشه Si را می‌توان بسیار ارزانتر و مطمئنتر از یک مدار مشابه با استفاده از قطعات مجزا تولید کرد. دلیل اصلی این امر امکان ساخت صدها مدار مشابه بطور همزمان روی پولک Si است که این فرآیند تولید گروهی Batch Fabrication نامیده می‌شود. این مدارها که بطور کامل روی یک تراشه نیم رسانا قرار می‌گیرند مدارهای یکپارچه نامیده می‌شوند. واژه یکپارچه از لحاظ ادبی که به معنای تک سنگی بوده و به مفهوم آن است که کل مدار در یک قطعه واحد از نیم رسانا جا داده شده است. مهمترین عنصر تکنولوژی IC تراشه یکپارچه است که می‌تواند دارای هزاران یا میلیونها ترانزیستور منفرد باشد، این مدارها روی پولک Si به قطر 6 یا 8 اینچ ساخته می‌شوند. پس این مدارها با استفاده از زدایش انتخابی ، برش یا خراش توسط تیغه الماسی یا لیزر و شکستن آن به مربعها یا مستطیلهای کوچک از مدارهای منفرد تفکیک می‌شود و پس از آن هر مدار روی یک بستر مناسب نصب شده و اتصال زنی و بسته بندی انجام می‌گیرد.