مدارهای مجتمع که در همه جا از قهوه‌ساز گرفته تا رایانه وجود دارند و از سیلیکون بلوری بی‌نقص الگودهی می‌شوند، کاملاً نازک هستند، ولی پژوهشگران کرنل فکر می‌کنند که بتوانند مرزهای لایه نازک را به حد یک اتم هم برسانند.
به گزارش راسخون به نقل از ایسنا، ماده انتخابی آنها گرافن، ورقه‌ای با ضخامت تک اتمی از اتم‌های کربن تکرار شونده و نیترید بور شش گوشی، ورقه نازکی از اتم‌های نیتروژن و بور تکرارشونده است. این پژوهشگران به رهبری «جی وونگ پارک»، استادیار شیمی و زیست‌شناسی شیمیایی، راهی برای الگودهی لایه‌های تک اتمی گرافن و نیترید بور، بدون استفاده از زیرلایه سیلیکونی ابداع کرده‌اند.
این تکنیک که آن را رشد مجدد الگودهی‌شده می‌نامند، می‌تواند منجر به مدارهای نازک اتمی بدون زیرلایه شود. با این ضخامت بسیار نازک، آنها می‌توانند در هوا و آب شناور بمانند، ولی با استحکام کششی و عملکرد الکتریکی بالا.
«پارک» می‌گوید: ما می‌دانیم که چطور گرافن و نیترید بور را در فیلم‌هایی با ضخامت تک اتم رشد دهیم. ولی آیا می‌توانیم آنها را در کنارهم قرار دهیم؟ و هنگامی که شما آنها را در کنارهم می‌گذارید چه اتفاقی در پیوندگاه آنها می‌افتد؟ فرایند رشد مجدد الگودهی شده که از همان تکینک فوتولیتوگرافی مرسوم در فرآوری ویفر سیلیکونی استفاده می‌کند، به گرافن و نیترید بور اجازه می‌دهد که در شکل فیلم‌های صاف و کاملا تخت رشد یابند و هنگامی که با ماده نیمه‌رسانای نهایی ترکیب شوند، منجر به اولین مدار مجتمع نازک اتمی شوند.
وی می‌افزاید: رشد مجدد الگودهی شده، اندکی شبیه به فرایند شابلون‌کاری (استنسیل) است. او و همکارانش ابتدا گرافن را روی مس رشد داده و از فوتولیتوگرافی برای برداشتن نواحی گزینشی از گرافن که به الگوی مطلوب بستگی دارد، استفاده کردند. آنها چنین نواحی خالی شده‌ای را با نیترید بور پر کردند. نیترید بور عایق است و روی مس رشد کرده و نواحی خالی را به خوبی پر می‌کند.
این گروه پژوهشی که شامل «دیوید مولر»، استاد فیزیک مهندسی و کاربردی است، مشغول کار برای ساخت ماده‌ای است که به بهترین وجهی با لایه نازک گرافن- نیترید بور کار کند تا بتواند لایه نیمه‌رسانای نهایی را در جهت تبدیل فیلم‌های مذکور به مدارهای واقعی بسازد.
این پژوهشگران، جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی «Nature» منتشر کرده‌اند.
/2759/
