با روشی نوین؛

فناوری نانو اصطکاک را کاهش و دوام سطوح را افزایش می‌دهد

محققان روشی برای تولید نوعی لایه نازک ارائه کردند که اصطکاک را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد، چنین لایه‌های نازکی در نانوالکترونیک بسیار کاربرد دارد.

کد خبر: ۹۱۷۹۴۵

يکشنبه - ۱۷ اسفند ۱۳۹۹ / March 07, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، گروهی از دانشمندان دانشگاه ملی تحقیقات هسته‌ای MEPhI و دانشگاه ایمنوئل کانت بالتیک ایالت بالتیک پیشنهاد کردند از فیلم‌های نازک نوآورانه برای کاهش قابل توجه اصطکاک و در نتیجه افزایش دوام سطوح استفاده شود. این کشف می‌تواند برای بسیاری از زمینه‌ها از پزشکی گرفته تا فناوری‌های فضایی مهم باشد.

ویاچسلاو فومینسکی، از MEPhI می‌گوید: «فیلم‌های نازک مواد جامدی هستند که می‌توانند فقط چند لایه اتمی ضخامت داشته باشند. معمولاً خواص آن‌ها با مواد اصلی در مقیاس توده‌ای تفاوت قابل ملاحظه‌ای دارد. دامنه کاربرد آن‌ها توسعه بیشتری نسبت به مواد توده‌ای یافته و شامل نانوالکترونیک، اپتولکترونیک، اسپینترونیک، الکترو و فوتوکاتالیست و همچنین زمینه‌های مهم اقتصادی مانند فناوری‌های فضایی و ساخت ابزار می‌شود. دستگاه‌های میکرومدول برای شاتل‌های فضایی و فناوری‌های پزشکی نیز حوزه‌هایی هستند که احتمالا بتوان از فیلم‌های نازک در آن‌ها استفاده کرد.»

برای کاهش اصطکاک و حل بسیاری از مسائل دیگر، می‌توان از کالکوژنید‌های فلزی، از جمله ترکیبات فلزات انتقالی با گوگرد، سلنیوم و تلوریم استفاده کرد. اولین آزمایش‌ها با هدف بدست آوردن لایه‌های نازک از این مواد از دهه ۱۹۸۰ آغاز شد. سپس محققان به ویژه به توانایی این فیلم‌ها در تغییر ویژگی‌های خود هنگام تغییر ساختار یا ضخامت لایه علاقه‌مند شدند. این گروه تحقیقاتی در روسیه، در مطالعه اخیر خود، فیلم‌هایی را که از چهار عنصر مولیبدن، گوگرد، کربن و هیدروژن تشکیل شده بود، را مورد مطالعه قرار دادند.

ابتدا این تیم تحقیقاتی از تکانه‌های لیزر (پالس‌هایی با زمان چند ده نانو ثانیه) استفاده کردند تا اهداف کربن و مولیبدن را برای ایجاد جریان‌های پلاسما از این مواد بمباران کنند. هنگامی که کربن و مولیبدن به فاز گاز تبدیل می‌شوند، با سولفید هیدروژن پمپاژ شده به محفظه آزمایش و محصول واکنش روی یک پایه فولادی واکنش نشان می‌دهند. در طی این فرآیند، اتم‌های شیمیایی فعال گوگرد و هیدروژن توانستند وارد پوشش در حال رشد شوند و با هم، یک لایه نازک روی فلز تشکیل دادند. خصوصیات فیلم به غلظت اجزا و چگونگی تولید جریان لیزر – پلاسما بستگی دارد.

این روش، رسوب لیزری پالسی واکنشی نامیده می‌شود و لایه‌های صاف و متراکم‌تری را فراهم می‌کند. همچنین به دانشمندان اجازه می‌دهد پارامتر‌های مختلف آزمایش را تغییر دهند، بنابراین بر ساختار محصولات نهایی تأثیر بگذارد. این ابزار قدرتمند برای ایجاد نانوساختار‌های منحصر به فرد، به‌طور فعال در بسیاری از مراکز تحقیقاتی از جمله MEPhI و BFU در حال توسعه است.

ضخامت فیلم‌های نازک بدست آمده توسط این تیم تحقیقاتی بیش از ۰٫۵ میکرون نبود، اما اصطکاک را بیش از ۱۰ برابر کاهش می‌دهد.