Johns Hopkins Üniversitesi bilim insanları, modern elektroniklerin temelini oluşturan mikroçipleri daha küçük, daha hızlı ve uygun maliyetli hale getirecek yeni malzemeler ve üretim süreci geliştirdi. Bu keşif, telefonlardan otomobillere, ev aletlerinden uçaklara kadar pek çok teknolojide devrim yaratabilir.

GÖZLE GÖRÜNMEYECEK KADAR KÜÇÜK DEVRELER

Araştırma ekibi, çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük devreler üretmeyi sağlayan, hem hassas hem de ekonomik bir üretim yöntemi geliştirdi. Bloomberg Seçkin Profesörü Michael Tsapatsis, “Şirketler önümüzdeki 10–20 yıl için hedefler belirliyor. En büyük engellerden biri, malzemeleri hızlı ve mutlak hassasiyetle ışınlayarak küçük yapılar üretmek için ekonomik bir yöntem bulmaktı” dedi.

GELENEKSEL YÖNTEMLERİN SINIRLARI

Mikroçip üretiminde, silikon plakalar ışığa duyarlı “rezist” adı verilen ince bir tabakayla kaplanıyor. Radyasyon ışını bu tabakaya yöneltildiğinde kimyasal reaksiyon başlıyor ve çip üzerinde desenler ile devreler oluşuyor. Ancak daha güçlü radyasyon ışınlarıyla daha küçük detaylar kazımak gerektiğinde, geleneksel rezist malzemeler yeterli tepki vermiyor.

Tsapatsis’nin laboratuvarı ve Johns Hopkins Fairbrother Araştırma Grubu, yeni bir metal-organik rezist sınıfının “aşırı ötesi ultraviyole radyasyon” (B-EUV) sürecini destekleyebildiğini ortaya koydu. Çinko gibi metaller, B-EUV ışığını emerek imidazol adı verilen organik maddede kimyasal dönüşüm başlatan elektronlar üretiyor. Bu sayede mevcut standart olan 10 nanometreden daha küçük ayrıntılar üretilebiliyor.

KİMYASAL SIVI BİRİKTİRME YÖNTEMİ

Araştırmacılar, imidazol bazlı metal-organik rezistleri çözelti üzerinden silikon plakalara nanometre hassasiyetinde kaplamayı başardı. Kimyasal sıvı biriktirme (CLD) adı verilen bu yeni yöntem, malzeme kalınlığını hassas şekilde kontrol etmeyi ve farklı metal–imidazol kombinasyonlarını hızlıca test etmeyi mümkün kılıyor.

Bu çalışmada Johns Hopkins Üniversitesi’nin yanı sıra Doğu Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Soochow Üniversitesi, Brookhaven Ulusal Laboratuvarı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan bilim insanları da görev aldı.