اكتشاف مادة ثورية تعدّ بثورة في عالم صناعة الرقائق الإلكترونية

في إنجاز علمي قد يُحدث تغييرًا جذريًا في صناعة الإلكترونيات، أعلن فريق من الباحثين في جامعة جونز هوبكنز، بالتعاون مع شركاء دوليين، عن تطوير مادة معدنية عضوية جديدة باستخدام تقنية تصنيع مبتكرة تُعرف باسم “الترسيب الكيميائي السائل”. توفر هذه التقنية إمكانية إنتاج رقائق إلكترونية متناهية الصغر بدقة نانومترية، بكفاءة اقتصادية، مما يمكن أن يُحدث ثورة في عالم الهواتف الذكية، والسيارات، والطائرات، وجميع الأجهزة الذكية.

تحديات تصنيع الرقائق التقليدية

تعتمد عمليات تصنيع الرقائق التقليدية على تغطية شرائح السيليكون بطبقة حساسة للإشعاع تُعرف بالمقاوم، ثم استخدام أشعة ضوئية قوية لنقش دوائر دقيقة. ومع استخدام أشعة أعلى مثل الأشعة فوق البنفسجية القصوى، لم تعد المواد التقليدية فعالة في التفاعل بكفاءة.

الحل مع المواد المعدنية العضوية

تمثل الحلول الجديدة في استخدام مقاومات معدنية عضوية تحتوي على معادن مثل الزنك، ومركبات الإيميدازول. حيث يمتص المعدن الضوء عالي الطاقة ويُطلق إلكترونات تعمل على تحفيز التفاعلات الكيميائية اللازمة لنقش الدوائر.

تحقيق دقة غير مسبوقة

للمرة الأولى، استطاع الباحثون ترسيب هذه المواد الجديدة على شرائح السيليكون بدقة تصل إلى مقاييس نانوية، مع القدرة على التحكم في السماكة. تتيح عملية الترسيب الكيميائي السائل تجربة عدد كبير من المعادن ومئات من المركبات العضوية بسرعة، مما يساعد في ابتكار تركيبات تناسب أطوال موجية متعددة من الضوء.

الابتكار والفرص المستقبلية

يشير الباحث مايكل تساباتسيس إلى أن “الميزة المثيرة هي أننا نستطيع دمج ما لا يقل عن 10 معادن وأكثر من 100 مركب عضوي بطرق جديدة، وهو ما كان غير ممكن قبل سنوات، وأصبح الآن واقعًا قابلاً للتطبيق.”

مستقبل صناعة الرقائق الإلكترونية

تتيح هذه التقنية إمكانية تصنيع رقائق بأبعاد تقل عن 10 نانومتر، متجاوزةً المعايير الحالية. وقد أثبت الزنك فعاليته في تقنية ما بعد الأشعة فوق البنفسجية القصوى، والتي كانت تعتبر غير فعالة في الأشعة فوق البنفسجية التقليدية.

من المتوقع أن تُستخدم هذه التكنولوجيا تجارياً خلال العقد المقبل، مما قد يُعيد تشكيل خريطة تصنيع المعالجات والشرائح الإلكترونية على مستوى عالمي.