الصورة من حساب : Gramse et al.
in ,

التصوير النانوي للبنى النانوية الشائبة في الأجهزة القائمة على السيليكون

الصورة من حساب : Gramse et al.

عند تصنيع دوائر متكاملة وأنواع مختلفة من الأجهزة القائمة على السيليكون ، يحتاج الباحثون إلى وضع البنى النانوية المخدرة بطرق محددة بمستويات عالية من الدقة. ومع ذلك ، فإن ترتيب هذه الهياكل على مقياس نانومتر يمكن أن يكون تحديًا ، حيث إن صغر حجمها يجعل من الصعب مراقبتها وفحصها عن كثب. يمكن أن يكون للتلاعب بها بشكل غير صحيح آثار ضارة ، والتي يمكن أن تعرض الأداء العام للجهاز وأمانه للخطر.

مع وضع ذلك في الاعتبار ، شرع الباحثون في جامعة يوهانس كيبلر (JKU) ، ومختبرات Keysight Technologies ، وكلية لندن الجامعية (UCL) ، و IBM Research مؤخرًا في تطوير تقنية التصوير النانوي التي يمكن استخدامها لمراقبة الهياكل النانوية المخدرة في السيليكون. أجهزة ذات دقة عالية. الطريقة التي طوروها ، والتي تم تقديمها في ورقة بحثية نُشرت في Nature Electronics ، هي نتيجة لعدة سنوات من البحث ، في أعقاب مشروع Marie Curie- الاتحاد الأوروبي المشترك الذي انطلق في عام 2016.

قال جورج جرامس ، أحد الباحثين الذين أجروا الدراسة ، لـ فيز: “في JKU و Keysight Technologies Labs ، كنت أعمل على تطوير تقنيات جديدة لتحديد الخصائص النانوية يمكن أن تنظر في الخصائص الكهربائية النانوية للميزات الصغيرة تحت سطح المادة”. غزاله. “كان السؤال الكبير بالنسبة لنا: ما مدى صغر حجمنا أو عمق السطح الذي يمكننا النظر إليه وما زلنا نرى المنشطات أو ميزات إجراء أخرى؟ السؤال من زملائنا في مركز لندن لتقنية النانو (LCN) وشركة IBM الذين انضموا إلى الفريق بعد ذلك بقليل كان العكس تمامًا: أين هياكلنا المخدرة؟ هل هي في المكان الذي ينبغي أن تكون فيه ، وهل يتم تنشيطها وتجريها؟ ”

طور الباحثون في JKU و Keysight Technologies Labs طرقًا يمكنها إنشاء أنماط نانوية من النوع n الرقيق ذريًا (الفوسفور) وطبقات من النوع p (البورون) في السيليكون ، بالإضافة إلى تقاطعات pn الناتجة. تم ذلك بالتعاون الوثيق مع خبراء تكنولوجيا النانو في UCL و IBM.

حتى الآن ، لم يعثر الباحثون على تقنية واحدة قادرة على قياس الموقع ثلاثي الأبعاد والخصائص الكهربائية للبنى النانوية المشوبة في أجهزة السيليكون مع جمع المعلومات أيضًا حول ديناميات الشحن الخاصة بالناقلات والشحنات المحاصرة في محيطها. لتحقيق ذلك ، استخدم جرامس وزملاؤه تقنية تسمى مجهر القوة الكهروستاتيكية عريضة النطاق. يمكن أن تجمع هذه الطريقة صورًا بدقة أعلى من تلك التي تم جمعها باستخدام تقنيات التصوير القياسية وهي أيضًا غير مدمرة ، مما يعني أنها لا تتلف الجهاز أثناء جمع القياسات.

قال جرامس “تقنيتنا تتحلل أفقياً بـ 10 نانومتر ، حتى إذا كانت الميزة مدفونة 15 نانومتر تحت السطح ، وتكتشف توقيع السعة للشحنات الجوفية عند ترددات بين 1 كيلو هرتز و 10 جيجاهرتز”. “أحد عيوبه ، التي تشترك فيها تقنيات النانو الأخرى ، هو أنه من أجل إعطاء هذا الدقة العالية ، فإنه يحتاج إلى سطح نظيف ومستوٍ نسبيًا.”

كان جرامس وزملاؤه من بين الأوائل الذين طوروا تقنية يمكنها بنجاح استخراج المعلومات الكمية حول العمق والتشكيل الجانبي للبنى النانوية في أجهزة السيليكون. سمحت لهم الطريقة التي استخدموها أيضًا بجمع معلومات حول ديناميكيات الناقلات والشحنات المحاصرة حول هذه الهياكل. يمكن أن تساعد هذه المعلومات في النهاية في تحديد ما إذا كان هناك أي مصائد في جهاز السيليكون ، مما قد يعيق حركة المنشطات بداخله.

قال غرامس: “أرى العديد من المجالات الممكنة لتطبيق أسلوبنا. “سنواصل الآن التحقيق في تصوير جهاز المنشطات الوظيفي. إن النظر إلى ديناميكيات العمليات الكهربائية على المقياس النانوي هو أيضًا ذو أهمية كبيرة في الكيمياء الكهربائية ومواد الطاقة ، وبالتالي سيكون هذا موضوعًا آخر يجب التركيز عليه في عملنا المستقبلي.”

What do you think?

Comments

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Loading…

0

هل يمكن أن يكون الكوكب “9” ثقبًا أسودًا بدائيًا؟

هل يمكن أن يساعد الإنزيم المعاد هندسته في عكس الضرر الناجم عن إصابة الحبل الشوكي والسكتة الدماغية ؟