توليد پليمرهاي خودآرا بر روي ريزتراشه، توسط یک ایرانی

محقق ايراني دانشگاه ملي سنگاپور موفق به ارائه رويكردي جديد درساخت مجموعه پيچيده‌اي از سيمها و اتصالات بر روي ريزتراشه‌ها با استفاده از يك سيستم از پليمرهاي خودآرا شده كه مي‌تواند به راهي تازه براي ساخت اجزاي متراكم‌تر بر روي تراشه‌هاي حافظه و ديگر دستگاه‌ها منجر شود.
بسپار به گزارش ايسنا می نویسد، امير توكلي، دانشجوي دكتري دانشگاه ملي سنگاپور كه به عنوان مهمان در موسسه فني ماساچوست حضور دارد با همكاري محققاني از دپارتمان علوم رايانه و مهندسي برق و دپارتمان علم مواد و مهندسي اين موسسه دست به ابداع اين شيوه زده است.
اين فرآيند كه طي مقاله اي در مجله Advanced Materials ارائه شده تا حد زيادي با شيوه‌اي كه اين تيم در ماه گذشته در مقاله‌اي در مجله ساينس توصيف كرده بودند،‌ مرتبط است كه توليد تنظيمات سه‌بعدي از سيم‌ها و اتصالات را با استفاده از يك سيستم مشابه پليمرهاي خودآرا ممكن مي‌كرد.
توكلي در مقاله جديد خود به توصيف سيستمي براي توليد مجموعه‌اي از سيم ها پرداخته كه در زاويه نود درجه به هم رسيده و اشكال مربع يا مثلث را تشكيل مي‌دهند. در حالي كه اين اشكال، پايه بسياري از چيدمان‌هاي مداري ريزتراشه‌ها را تشكيل مي‌دهند، توليد آنها به شكل خودآرا بسيار مشكل است. هنگامي كه مولكولها به خودآرايي مي‌پردازند، از يك تمايل ذاتي براي ايجاد شكلهاي شش ضلعي مانند اشكال كندوي عسل يا مجموعه‌اي از حبابهاي صابون ميان ورقه اي شيشه‌يي برخوردارند.
اين در حالي است كه اين خواسته طراحان مدار نبوده بلكه اين اشكال بايد به شكل الگوهايي با زاويه 90 درجه باشند. از اين رو غلبه بر اين تمايل ذاتي در توليد يك سيستم خودآراي مفيد از اهميت زيادي برخوردار است.
روش توكلي به ايجاد يك مجموعه از موقعيتهاي ريز در سطح پرداخته كه الگودهی مولكولهاي پليمر خودآرا را هدايت مي‌كند. اين رويكرد از مزيتهاي بيشتري نيز برخوردار است. علاوه بر ايجاد الگوهاي كامل مربع و مثلث از سيسمهاي پليمري كوچك، اين سيستم همچنين توليد انواع اشكال مختلف از ماده از جمله استوانه، كروي و بيضي را ممكن مي‌كند.
به گفته محققان، امكان ايجاد اين اشكال پيچيده از اين رو مهيا شده كه قالب پوشش‌دهي شده براي دفع یکی از اجزاي پلیمری، فشار محلی زيادي را در الگو ايجاد مي‌كند. اين پليمر سپس براي جلوگيري از اين فشار درهم پيچيده و چرخيده و در همان حين به تنظيم مجدد سطح مي‌پردازد. از اين رو محققان مي‌توانند تمايلات طبيعي پليمر را دفع كرده و آن را مجبور به ايجاد اشكال ديگر كنند.
اين سيستم همچنين قادر به ايجاد ويژگيهايي مانند مجموعه اي از سوراخها در ماده است كه فاصله آنها بسيار نزديكتر از آنچه قابل دستيابي با شيوه‌هاي متداول ساخت تراشه بوده است. اين بدين معني است كه اين سيستم مي‌‌تواند تركيبات بسيار نزديكتر را بر روي يك تراشه نسبت به ساختارهاي شيوه‌هاي امروزي توليد كند كه يك گام مهم در تلاشهاي مداوم براي قرار دادن اجزاي الكترونيك بيشتر و بيشتر بر روي يك ريزتراشه محسوب مي‌شود.
توكلي اظهار كرد: اين شيوه جديد مي‌تواند به طور همزمان چندين طرح يا شكل را توليد كند. اين رويكرد همچنين الگوهاي پيچيده را ايجاد كرده كه در ايجاد نانودستگاه‌ها با گامهاي كمتر از فرايندهاي كنوني يك هدف به شمار مي‌رود.
وي افزود: ساخت ناحيه بزرگي از مدار پيچيده بر روي يك تراشه با استفاده از ليتوگرافي پرتو الكترون ممكن است چندين ماه طول بكشد. در مقايسه، با استفاده از شيوه پليمر خودآرا اين كار تنها چند روز به طول خواهد انجاميد.
اين شيوه هنوز تا توليد يك محصول تجاري راه زيادي را در پيش دارد اما به گفته محققان انجام اين مرحله براي ايجاد يك الگوي اصلي تنها يكبار مورد نياز بوده و از آن پس مي‌توان از آن براي مهر كردن يك پوشش بر روي تراشه‌هاي ديگر در يك فرآيند ساخت بسيار سريع استفاده كرد.
اين شيوه قابل گسترش در وراي حوزه تراشه است و براي مثال مي‌توان مقادير بسيار بيشتري از اطلاعات را بر روي رسانه مغناطيسي مانند هارد ديسك رايانه با استفاده از يك پوشش مغناطيسي با الگوي بسيار ريز مهر شده بر روي آن ذخيره كرد كه به توزيع دقيق مناطقي كه هر بيت اطلاعات بر روي آنها ذخيره شده، مي‌پردازد. اين الگودهي‌هاي بسيار ريز را مي‌توان با اين شيوه پليمر خودآرا ايجاد كرده و سپس بر روي ديسك‌ها مهر كرد.