ترفندی برای جابه‌جایی دقیق نانوسیم‌ها

محققان دپارتمان مهندسی مواد دانشگاه آکسفورد روشی برای دستکاری و قرار دادن دقیق نانوسیم‌ها با دقت زیر میکرون ابداع کرده‌اند.

کد خبر: ۱۰۳۶۰۵۲

يکشنبه - ۱۷ مهر ۱۴۰۱ / October 09, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، محققان دپارتمان مهندسی مواد دانشگاه آکسفورد روشی برای دستکاری و قرار دادن دقیق نانوسیم‌ها با دقت زیر میکرون ابداع کرده‌اند. این کشف می‌تواند توسعه تراشه‌های کامپیوتری کوچکتر و قدرتمندتر را تسریع کند.

تیمی از محققان دپارتمان مواد دانشگاه آکسفورد به سرپرستی هاریش باسکاران، پروفسور نانومواد کاربردی، رویکرد موفقیت‌آمیزی را برای برداشتن تک نانوسیم‌ها از بستری که درآن رشد کرده و قرار دادن آن‌ها بر روی هر پلتفرمی با دقت نانومتری ارائه کرده‌اند.

این روش نوآورانه از ابزار‌های جدیدی استفاده می‌کند، از جمله رشته‌های بسیار نازک پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) با نوک‌های مخروطی در مقیاس نانو که برای برداشتن نانوسیم‌ها استفاده می‌شود. در این مقیاس، نیرو‌های چسبنده واندروالسی (نیرو‌های جاذبه کوچک بین اتم‌ها و مولکول‌ها) باعث می‌شوند نانوسیم‌ها جابه‌جا شوند. سپس نانوسیم‌ها به یک مهر الاستیک گنبدی شکل شفاف که روی یک اسلاید شیشه‌ای نصب شده است، منتقل می‌شوند. در ادامه این مهر وارونه شده و با تراشه تراز می‌شود و سپس نانوسیم به آرامی روی سطح چاپ می‌شود.

نانوسیم‌های تثبیت شده، کیفیت چسبندگی قوی‌ای از خود نشان می‌دهند و حتی زمانی که دستگاه در مایع غوطه‌ور بود، در جای خود باقی می‌مانند. این تیم تحقیقاتی همچنین توانستند نانوسیم‌ها را روی بستر‌های شکننده مانند غشا‌های بسیار نازک ۵۰ نانومتری قرار دهند که ظرافت و تطبیق‌پذیری این روش را نشان می‌دهد.

علاوه بر این، محققان از این روش برای ساخت یک حسگر اپتومکانیکی (ابزاری که از نور لیزر برای اندازه‌گیری ارتعاشات استفاده می‌کند) استفاده کردند که ۲۰ برابر حساس‌تر از دستگاه‌های مبتنی بر نانوسیم موجود بود.

نانوسیم‌ها، رشته‌هایی با قطر نانومتری بوده که خواص فیزیکی شگفت‌انگیزی دارند و می‌توانند پیشرفت‌های عمده‌ای را در بسیاری از زمینه‌های مختلف، از برداشت‌کننده‌های انرژی و حسگرها، تا فناوری‌های اطلاعات و فناوری کوانتومی ایجاد کنند. اندازه کوچک آن‌ها می‌تواند امکان توسعه ترانزیستور‌های کوچکتر و تراشه‌های کامپیوتری کوچک‌تر را فراهم کند. با این حال، یک مانع بزرگ برای تحقق پتانسیل کامل نانوسیم‌ها، ناتوانی در قرار دادن دقیق آن‌ها در داخل دستگاه‌ها بوده است.

اکثر روش‌های ساخت دستگاه‌های الکترونیکی نمی‌توانند شرایط مورد نیاز برای تولید نانوسیم‌ها را تحمل کنند. در نتیجه، نانوسیم‌ها معمولاً روی یک بستر جداگانه رشد می‌کنند و سپس به صورت مکانیکی یا شیمیایی به دستگاه منتقل می‌شوند. با این حال، در تمام روش‌های انتقال نانوسیم موجود، نانوسیم‌ها به‌طور تصادفی بر روی سطح تراشه قرار می‌گیرند که کاربرد آن‌ها را در دستگاه‌های تجاری محدود می‌کند.

اوتکو امر علی که این روش را توسعه داده، گفت: «این فرآیند جدید ما را قادر می‌سازد اولین دستگاه‌ها را در حوزه نانوسیم ایجاد کنیم. ما معتقدیم که تحقیقات نانوسیم با هزینه کم به کاربران اجازه می‌دهد تا نانوسیم‌ها را با پلتفرم‌های موجود بر روی تراشه، خواه الکترونیکی یا فوتونیکی، ترکیب کنند و ویژگی‌های فیزیکی را که تاکنون به دست نیامده‌اند، باز کند. تراشه‌های یکپارچه نانوسیم با کیفیت بالا یک امکان واقعی است.»