علماء يطورون ترانزستورات من السيليسين بسمك الذرة
نجح باحثون من مدرسة كوكريل للهندسة التابعة لجامعة تكساس الأميركية في صنع ترانزستورات من طبقة بسمك ذرة واحدة من مادة السيليسين، أنحف أنواع مادة السيليكون، مما يبشر ببناء رقائق حاسوبية فائقة السرعة والفعالية.
وأوضح رئيس الفريق البحثي ديجي أكينواندي أن العلماء ما زالوا يواجهون صعوبة في إنتاج مادة السيليسين والتعامل معها في الظروف الطبيعية، مما يؤخر البدء في عملية الإنتاج التجاري للترانزستورات الفائقة النحافة المصنوعة من تلك المادة.
والسيليسين مادة ذات خصائص كهربائية فريدة لكنها فائقة اللزوجة والالتصاق وسهلة التفاعل مع البيئة المحيطة وتتأكسد في الهواء مما يغير من خواصها ويجعل عملية إنتاجها صعبة للغاية مقارنة بمواد شبيهة مثل الغرافين.
وتشبه مادة السيليسين في بنيتها مادة الغرافين، إلا أنها تتكون من ذرات السيليكون بدلا من الكربون، مما يعطيها أهمية كبيرة، خاصة أن السيليكون يعد في الوقت الحالي أحد المواد الرئيسية المستخدمة في صناعة الإلكترونيات.
وأوضح أكينواندي أنه هو وفريقه صنعوا ترانزستورات من مادة السيليسين داخل غرفة مفرغة الهواء، واستخدموا عملية تكثيف البخار الساخن لذرات السيليكون على كتلة بلورية من الفضة للحصول على السيليسين في شكل رقائق يمكن استخدامها.
وبذلك تمكنوا من حل إحدى المعضلات الكبرى المتعلقة بمادة السيلسين حيث أظهروا أنه بالإمكان تطويعها لتصنيع ترانزستورات وأشباه موصلات تستخدم لتضخيم وتبديل الإشارات الإلكترونية والطاقة الكهربائية.
ويؤدي تكوين السيليسين الثنائي الأبعاد إلى حدوث مؤثرات كمية غريبة في المادة تجعل الإلكترونات تنطلق بسرعات عالية للغاية، مما يجعل استخدامها في صنع أشباه الموصلات أمرا يطور صناعة رقائق الحاسوب بشكل كبير للغاية.
ولهذا أكد أكينواندي أن النجاح في إنتاج ترانزستورات من السيليسين يعد إنجازا مشجعا على القيام بمزيد من الأبحاث وعمليات التطوير للخروج بطرق سهلة لإنتاج تلك المادة التي ستفتح الباب أمام صناعة رقائق حوسبة فائقة السرعة.
وتحظى أبحاث أكينواندي حول السيليسين بدعم مادي ومعنوي من جهات متعددة أبرزها مختبر أبحاث الجيش الأميركي، إضافة إلى برنامج تقنيات المستقبل التابع للمفوضية الأوروبية.