Nowa era miniaturyzacji. Powstały rekordowo małe mikrochipy

Naukowcy podjęli wyzwanie

Czy można stworzyć obwody elektryczne mniejsze od tych, które dotychczas znaliśmy? Taki cel postawili sobie naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (JHU). Ich odkrycie, opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Nature Chemical Engineering, otwiera drzwi do produkcji obwodów o rozmiarach, które jeszcze niedawno wydawały się niemożliwe. Czy rekordowo małe mikrochipy wkrótce zagoszczą w naszych komputerach i telefonach?

„Firmy mają swoje plany dotyczące tego, gdzie chcą być za 10 do 20 lat i dalej” – wyjaśnia Michael Tsapatsis, profesor inżynierii chemicznej i biomolekularnej na JHU i jeden z autorów odkrycia na łamach portalu Phys.org. „Jedną z przeszkód było opracowanie procesu tworzenia mniejszych elementów w linii produkcyjnej, gdzie można napromieniować materiały szybko i z absolutną precyzją”. Naukowcy z JHU postanowili to zmienić.

Jak się robi mikrochipy?

Mikrochipy to płaskie kawałki krzemu z wydrukowanymi obwodami wykonującymi podstawowe funkcje. W procesie wytwarzania producent pokrywa płytki krzemowe materiałem wrażliwym na promieniowanie, w efekcie tworząc bardzo cienką powłokę zwaną rezystem. Kiedy wiązka promieniowania zostanie skierowana na rezyst, wywołuje reakcję chemiczną, która wypala na płytce szczegóły obwodu.

Problem pojawia się jednak przy próbie tworzenia coraz mniejszych detali. Mocniejsze wiązki promieniowania potrzebne do wyrzeźbienia najmniejszych elementów nie oddziałują wystarczająco silnie z tradycyjnymi rezystami. To właśnie tutaj wkracza przełomowe rozwiązanie zespołu Tsapatsisa.

Jak stworzono rekordowo małe mikrochipy?

Co istotne, wcześniejsze badania wykazały, że rezysty wykonane z konkretnymi materiałami mogą współpracować z procesem promieniowania powyżej skrajnego ultrafioletu (B-EUV). Ta technologia ma potencjał tworzenia detali mniejszych niż obecny standard wynoszący 10 nanometrów. „Używając dwóch komponentów (metalu i imidazolu), można zmienić wydajność absorpcji światła i chemię kolejnych reakcji” – tłumaczy Tsapatsis. Badacz podkreśla, że istnieje co najmniej 10 różnych metali i setki związków organicznych, które można wykorzystać w tym procesie.

Szukasz ciekawostek ze świata techniki i nie tylko? Odwiedź nasz kanał na YouTubie.

Badacze z JHU opracowali metodologię, która pozwala na precyzyjną produkcję i szybkie eksplorowanie różnych kombinacji metali i imidazoli. To otwiera nieskończone możliwości optymalizacji. „Ponieważ różne długości fal mają różne interakcje z różnymi pierwiastkami, metal, który przegrywa przy jednej częstotliwości, może być zwycięzcą przy drugiej” – mówi Tsapatsis. „Cynk nie jest zbyt dobry dla skrajnego promieniowania ultrafioletowego, ale jest jednym z najlepszych dla B-EUV”.

Czy to oznacza, że za dekadę będziemy nosić w kieszeniach urządzenia o mocy dzisiejszych superkomputerów? Jedno jest pewne – granice miniaturyzacji właśnie zostały przesunięte znacznie dalej.

Sprawdź inne rewolucyjne odkrycie w artykule: Zapomnij o fotowoltaice. Oto nowy sposób czerpania energii ze słońca

Łap okazję!

Darmowa dostawa* w Księgarni Holistic News: użyj kodu DOSTAWA0

* Oferta ważna tylko do końca września!