#أحدث الأخبار مع #معدنفيلد،,الإنديوم,والبزموت,الأكسيد,ligands,جامعةالنهار٠٨-١٢-٢٠٢٤علومالنهارالمعدن السائل يعيد تشكيل الإلكترونيات بعملية تصنيع جديدة مدهشةتُمثّل طريقة جديدة ومبتكرة قفزة نوعية في كيفية تصنيع المكونات الإلكترونية على النطاق النانوي، حيث تُقدّم هذه الطريقة بديلاً أسرع وأرخص وأكثر موثوقية مقارنة بالطرق التقليدية لتصنيع الشرائح الإلكترونية. وقد تم تطوير هذا النهج الفريد على يد فريق بحثي من جامعة ولاية نورث كارولاينا، ويعتمد على استخدام معدن سائل قادر على التشكّل الذاتي لتكوين هياكل دقيقة ووظيفية. عملية التصنيع تبدأ هذه العملية باستخدام سبيكة معدنية خاصة تُعرف بـ"معدن فيلد"، وهي مزيج من الإنديوم والبزموت والقصدير. عند وضع المعدن السائل بجوار قالب معين وتعريضه للأكسجين، تتكوّن طبقة رقيقة من الأكسيد على سطحه. بعد ذلك، يتم إدخال محلول من الروابط الكيميائية (ligands) الذي يسحب أيونات المعدن من تلك الطبقة. بفضل تأثير العمل الشعري (capillary action)، تعمل هذه الأيونات ككتل بناء مغناطيسية صغيرة، حيث تتدفق عبر القنوات الموجودة في القالب لتشكّل هياكل منظمة تُشبه الأسلاك. ما يميز هذا المعدن السائل هو بساطة وكفاءة العملية. تفوق على الطرق التقليدية تتطلب تقنيات تصنيع الشرائح التقليدية عشرات الخطوات المعقدة، وغالباً ما تكون بتكلفة باهظة ونسبة عالية من العيوب. في المقابل، تُنتج هذه الطريقة هياكل متجانسة للغاية مع تقليل الهدر إلى الحد الأدنى؛ وذلك ببساطة، عن طريق تشكيل المادة في داخل القالب. بمجرد تكوين الهياكل، يتم تسخينها إلى درجة حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية، مما يؤدي إلى دمج المادة في أسلاك شبه موصلة قوية. الابتكار في التوصيل الكهربائي بعد التسخين، تتكوّن طبقة طبيعية من الجرافين تُعزّز التوصيلية الكهربائية وتمنع تدهور المكونات. وقد نجح الباحثون حتى الآن في تصنيع صمامات ثنائية (diodes) وترانزستورات بأسلاك يبلغ قطرها 44 نانومتراً فقط — وهو حجم صغير بما يكفي لتلبية متطلبات الإلكترونيات المتقدّمة. تضيف طبقة الجرافين بُعداً جديداً من المرونة، حيث تُتيح للفريق ضبط الخصائص الكهربائية للمكونات لتطبيقات محددة، بما في ذلك الإلكترونيات البصرية (optoelectronics). إلى جانب قدراتها التقنية، تتميز طريقة المعدن السائل بقابليتها للتوسّع. إمكانات واعدة للإنتاج الضخم من خلال تعديل حجم القالب، يُمكن للمصنّعين إنتاج مجموعات كبيرة من الأجهزة النانوية بتكلفة أقل بكثير مقارنةً بالأساليب الحالية. وبالرغم من أن هذه التقنية لا تُنافس بعد الدقة الذرية التي تحققها شركات عملاقة مثل TSMC، فإن إمكاناتها للإنتاج الضخم والعائد المرتفع قد تجعلها تقنية ثورية. مع تزايد الطلب في صناعة الإلكترونيات على مكونات أسرع وأصغر وأكثر كفاءة، قد تكون هذه العملية المبتكرة المفتاح لمواجهة تلك التحديات المستقبلية.
النهار٠٨-١٢-٢٠٢٤علومالنهارالمعدن السائل يعيد تشكيل الإلكترونيات بعملية تصنيع جديدة مدهشةتُمثّل طريقة جديدة ومبتكرة قفزة نوعية في كيفية تصنيع المكونات الإلكترونية على النطاق النانوي، حيث تُقدّم هذه الطريقة بديلاً أسرع وأرخص وأكثر موثوقية مقارنة بالطرق التقليدية لتصنيع الشرائح الإلكترونية. وقد تم تطوير هذا النهج الفريد على يد فريق بحثي من جامعة ولاية نورث كارولاينا، ويعتمد على استخدام معدن سائل قادر على التشكّل الذاتي لتكوين هياكل دقيقة ووظيفية. عملية التصنيع تبدأ هذه العملية باستخدام سبيكة معدنية خاصة تُعرف بـ"معدن فيلد"، وهي مزيج من الإنديوم والبزموت والقصدير. عند وضع المعدن السائل بجوار قالب معين وتعريضه للأكسجين، تتكوّن طبقة رقيقة من الأكسيد على سطحه. بعد ذلك، يتم إدخال محلول من الروابط الكيميائية (ligands) الذي يسحب أيونات المعدن من تلك الطبقة. بفضل تأثير العمل الشعري (capillary action)، تعمل هذه الأيونات ككتل بناء مغناطيسية صغيرة، حيث تتدفق عبر القنوات الموجودة في القالب لتشكّل هياكل منظمة تُشبه الأسلاك. ما يميز هذا المعدن السائل هو بساطة وكفاءة العملية. تفوق على الطرق التقليدية تتطلب تقنيات تصنيع الشرائح التقليدية عشرات الخطوات المعقدة، وغالباً ما تكون بتكلفة باهظة ونسبة عالية من العيوب. في المقابل، تُنتج هذه الطريقة هياكل متجانسة للغاية مع تقليل الهدر إلى الحد الأدنى؛ وذلك ببساطة، عن طريق تشكيل المادة في داخل القالب. بمجرد تكوين الهياكل، يتم تسخينها إلى درجة حرارة تصل إلى 600 درجة مئوية، مما يؤدي إلى دمج المادة في أسلاك شبه موصلة قوية. الابتكار في التوصيل الكهربائي بعد التسخين، تتكوّن طبقة طبيعية من الجرافين تُعزّز التوصيلية الكهربائية وتمنع تدهور المكونات. وقد نجح الباحثون حتى الآن في تصنيع صمامات ثنائية (diodes) وترانزستورات بأسلاك يبلغ قطرها 44 نانومتراً فقط — وهو حجم صغير بما يكفي لتلبية متطلبات الإلكترونيات المتقدّمة. تضيف طبقة الجرافين بُعداً جديداً من المرونة، حيث تُتيح للفريق ضبط الخصائص الكهربائية للمكونات لتطبيقات محددة، بما في ذلك الإلكترونيات البصرية (optoelectronics). إلى جانب قدراتها التقنية، تتميز طريقة المعدن السائل بقابليتها للتوسّع. إمكانات واعدة للإنتاج الضخم من خلال تعديل حجم القالب، يُمكن للمصنّعين إنتاج مجموعات كبيرة من الأجهزة النانوية بتكلفة أقل بكثير مقارنةً بالأساليب الحالية. وبالرغم من أن هذه التقنية لا تُنافس بعد الدقة الذرية التي تحققها شركات عملاقة مثل TSMC، فإن إمكاناتها للإنتاج الضخم والعائد المرتفع قد تجعلها تقنية ثورية. مع تزايد الطلب في صناعة الإلكترونيات على مكونات أسرع وأصغر وأكثر كفاءة، قد تكون هذه العملية المبتكرة المفتاح لمواجهة تلك التحديات المستقبلية.
٠٨-١٢-٢٠٢٤
