نانو اكسينج بدون الذهب

الألومنيوم كحافز للأسلاك المصنوعة من السيليكون

أسلاك السيليكون المصنوعة من الألمنيوم كمحفز معهد ماكس بلانك للفيزياء المجهرية
قراءة بصوت عال

أسلاك السيليكون يمكن أن تساعد في تقليص الرقائق في المستقبل. لأول مرة ، قام العلماء الآن بتطوير أسلاك السيليكون أحادية البلورية التي تفي بالمتطلبات الرئيسية: لقد استخدموا الألومنيوم كعامل مساعد في تطوير الأسلاك النانوية. على عكس الذهب المستخدم سابقًا ، لا يؤثر هذا على وظيفة أشباه الموصلات ويعمل كحافز حتى في درجات الحرارة المنخفضة. تم نشر الطريقة الجديدة الآن في Nature Nanotechnology.

من أجل تطوير رقاقات أكثر كفاءة وقوة ، تحاول صناعة أشباه الموصلات تقليص حجم الدوائر. بينما توجد الترانزستورات حاليًا على سطح الرقائق ، إلا أن أسلاك السيليكون يمكن أن تقف رأسياً وبالتالي تقلل بشكل كبير من متطلبات المساحة. طور الباحثون بمعهد ماكس بلانك للفيزياء الدقيقة في هالي لأول مرة أسلاك السيليكون على جزيئات الألومنيوم. على عكس الأسلاك النانوية ، التي تشكل المادة الحفازة الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في الذهب ، فهي مناسبة للتطبيقات في صناعة الرقائق: حيث يؤدي الذهب إلى تدهور كبير في جودة الأجهزة الإلكترونية الدقيقة ويجب ألا يقترب من آلات الإنتاج.

الألومنيوم ، من ناحية أخرى ، لا يؤثر على خصائص الرقاقة ، وصناعة أشباه الموصلات تستخدمه على أي حال. علاوة على ذلك ، حتى في درجة الحرارة المنخفضة نسبياً التي تبلغ حوالي 450 درجة مئوية ، تنتشر أسلاك السيليكون عالية الجودة بشكل خاص - وهذا شرط أساسي للحد من تكاليف العملية. يوضح ستيفان سينز ، أحد العلماء المشاركين: "العملية الجديدة تفي بأهم الشروط للاستخدام الصناعي لأسلاك السيليكون".

مصنوعة من البخار واحباط

لتقسيم الألومنيوم إلى جزيئات صغيرة جدًا بحيث تتشكل الأسلاك الدقيقة عليه ، يقوم الباحثون بتسخين طبقة رقيقة منه على طبقة من السيليكون. ثم ينقسم الرقائق إلى جزيئات صغيرة. بعد ذلك ، يسير العلماء كما هو الحال في عمليات معروفة: حيث يقومون بتبخير سيلاني ، وهو غاز يحتوي على السيليكون ، على السطح ، والذي يتحول إلى سيليكون أولي على جسيم المحفز. ثم يذوب السيليكون في جسيم الألومنيوم. إذا لم يستطع هذا امتصاص أي سيلكون أكثر ، فسيتم إعادة بلوره في قاع الجسيم. على سبيل المثال ، تنمو أسلاك نانوية أحادية البلورة تقريبًا حوالي 40 نانومتر في القطر ، وهي تحمل جزيء محفز في الطرف.

البحوث الواعدة على أسلاك أشباه الموصلات هي في واجهة البحوث الأساسية والتطبيق التقني. "بالإضافة إلى إمكانية استخدامها في صناعة أشباه الموصلات ، فإن الأسلاك النانوية مهمة للغاية بالنسبة للبحث المادي الأساسي ، لأنه لا يعرف الكثير عن خواصها ونموها" ، يوضح سينز ، "حتى الأبعاد الأصغر قد تحدث تأثيرات كميّة". عرض

(MPG ، 28.11.2006 - NPO)