ماده اسرار آمیز سیلیسین تمایل به خود کشى دارد

صنعت نیمه هادى، که صنعتى بسیار پیشرو است، انتظارات بسیار زیادى از مادهى جدیدى به نام سیلیسن داشته، که شباهت‌هاى زیادى به مادهى شگفت انگیز دیگرى به نام گرافین دارد. به هر حال، محققان در انستیتوى تحقیقاتى متعلق به دانشگاه تونته +MESA ، که به تازگى توانستهاند مستقیماً و به صورت زنده، از تشکیل ساختار سیلیسین فیلم بردارى کنند، در حال ترکاندن پر صداى حباب مىباشند: تحقیقات آنها نشان مىدهد ماده سیلیسین به شدت تمایل به نابودى خود دارد. این تحقیقات توسط مجله‌ی آکادمیک بسیار شناخته شده‌ى "مقالات ارائه شده‌ى فیزیک" به چاپ رسیده است.
ماده‌ى سیلیسین اولین بار در سال ٢٠١٠ خلق شد. دقیقاً همانند گرافین، این ماده از یک لایه اتم تشکیل شده که به صورت لانه زنبورى در کنار هم قرار گرفته‌اند. گرافین را اتم‌هاى کربن و سیلیسین را اتم‌هاى سیلیس تشکیل مى دهند.
به دلیل خواص بسیار ویژه‌ی آن‌ها - هر دوى این مواد بسیار قوى، نازک، قابل انعطاف و هادى خوب جریان الکتریسیته مى‌باشند - گرافین و سیلیسین، هر دو، به نظر براى آینده‌ى صنعت نیمه هادى‌ها، بسیار مناسب مى‌باشند. به هر جهت، قطعاتى که در چیپست‌هاى کامپیوترى استفاده مى‌شود، باید روز به روز، کوچک‌تر و کوچک‌تر شوند و به نظر مى‌رسد قطعاتى که از سیلیکون ساخته شده، در حال رسیدن به انتهاى حد کوچک بودن خود مى‌باشند. به نظر مى‌رسد که ماده سیلیسین چند گام از ماده‌ى گرافین جلوتر باشد، به این دلیل که صنعت نیمه هادى‌ها قبلاً از سیلیکون ( که همانند سیلیسین، از اتم هاى سیلیس تشکیل شده است) براى مدت چندین سال استفاده مى‌کرده است. به علاوه، تصور کردن آنچه که به آن، فاصله پیوندى مى‌گویند، که براى ساخت ترانزیستورها یک پیش‌نیاز به حساب مى‌آیند، در سیلیسین آسان‌تر به نظر مى‌رسد.

خودکشى

محققان انستیتوى تحقیقاتى دانشگاه توئنته + MESA، براى اولین بار، توانسته‌اند به صورت بى‌واسطه و زنده، از تشکیل ساختار سیلیسین فلیم بردارى کنند. آن‌ها به اتم‌هاى تبخیر شده‌ى سیلیکون اجازه دادند که بر روى سطح صفحه‌اى از جنس نقره، رسوب کنند، که نتیجه‌ى آن تشکیل یک لایه بسیار ظریف و تقریباً بى نقص وکامل از سیلیسین بوده است.
تا این‌جاى کار که خوب پیش رفته است، ولى لحظه‌اى که مقدار مشخصى از اتم‌هاى سیلیکون بر روى لایه‌ى سیلیسین تشکیل شده، رسوب مى کنند، یک کریستال سیلیکونى (سیلیکون در یک ساختار کریستالى الماسى به جاى ساختار لانه زنبورى) تشکیل مى‌شود، که منجر به کریستالیزاسیون (تبلور) بیشتر اتم‌هاى سیلیس مى‌شود؛ یک فرآیند غیر قابل برگشت. در آن لحظه سیلیکون ایجاد شده، لایه تشکیل شده از سیلیسین را مى‌بلعد.
دلیل این اتفاق این است که ساختار طبیعى و ذاتی کریستالى (الماسى شکل) سیلیکون، به صورت بالقوه، تمایل دارند بجاى ساختار لانه زنبورى، ساختار کریستالى داشته باشند و در نتیجه، ساختار کریستالى سیلیکون، بسیار پایدارتر است. به دلیل این خاصیت، دانشمندان موفق نشدند بیش از ٩٧ ٪ سطح نقره را با سیلیسین بپوشانند، و هم چنین، قادر به ساختن سیلیسین در چند لایه هم نشدند. به زبان دیگر: لحظه‌اى که سطح نقره تقریباً به صورت کامل از لایه‌ى سیلیسین پوشیده شد، ماده خودکشى کرده و تبدیل به سیلیس ساده شد. دانشمندان انتظار ندارند که امکال خلق سیلیسین چند لایه بر روى انواع مختلفى از سطوح دیگر وجود داشته باشد، به این دلیل که براى تشکیل لایه بعدى، اهمیت جنس سطحى که لایه‌ى اول بر روى آن تشکیل شده، بسیار ناچیز مى‌شود.