علماء فيزياء يصممون بنى نانوية لتسريع عمل الإلكترونيات

قام علماء من الجامعة الوطنية الروسية للأبحاث النووية »ميفي«، بالتعاون مع خبراء معهد الفيزياء المعدنية التابع لأكاديمية العلوم الروسية بتصميم ودراسة بنية نانوية مغايرة على أساس زرنيخ الجاليوم، القادرة على تحسين أداء الرقائق الإلكترونية العالية التردد.

وهي عبارة عن مادة من صفائح نمت على ركيزة من أشباه الموصلات المتنوعة، التي تستخدم عادة في الإلكترونيات، يسمح التصميم الكمومي الحديث بإنشاء هذه الصفائح بتلك الخصائص التي تتطلب إنتاج أحدث الأجهزة الإلكترونية.

تحسين السرعة

يمكن تحسين سرعة الأجهزة من خلال زيادة محتوى الإنديوم في الطبقة الموصلة النشطة للمادة، يسمح بالحد من كتلة الإلكترونات في البنية، وكذلك يعمل على زيادة سرعتها، ولهذا تزداد سرعة الأجهزة الإلكترونية، وقام علماء الفيزياء بحل المشكلة عن طريق بناء طبقة سميكة انتقالية مع زيادة محتوى الإنديوم في الطبقة النشطة.

الإجهاد الميكانيكي

نتيجة لذلك تمكن العلماء من التوصل إلى نسبة 100 % مع الحد الأدنى من الإجهاد الميكانيكي، وتم استخدام طريقة التقيل لنمو العينات، وهذه الطريقة تقتضي ترسيب طبقة متبلورة لأشباه موصلات على ركيزة افتراضية، التي يتغير فيها مؤشر الشبكة البلورية لدى نمو الطبقة الانتقالية.

الظروف المثلى

اختار العلماء الظروف المثلى للنمو في درجة حرارة الركيزة وبنية الطبقة الانتقالية وسماكة وتكونية الطبقة النشطة، ولهذا اكتسبت الهياكل جودة عالية مع تشتت ضئيل للإلكترونات، وخشونة صغيرة للسطح (2 نانو متر فقط).

أوضح أحد مؤلفي المقال العلمي، وهو الدكتور إيفان فاسيليفسكي من قسم فيزياء البيئة المكثفة، أن هذا العمل هو بحث أساسي قبل كل شيء، ومع ذلك فإنهم يرون أن هناك إمكانية لتطبيقه عمليا، مشيرا إلى أن مثل هذه البنى تتمتع بحركية عالية للإلكترونات وتوفر ترددات عالية لعمل الترانزستورات والرقائق الإلكترونية.

إمكانية التطبيق العملي