Технология за 3D печат може да позволи по-нататъшно изтъняване на транзисторите в чиповете
(снимка: CC0 Public Domain)
Учени от университета Райс са разработили техника за 3D отпечатване на нано-обекти от материали, съдържащи силиций. Това ще помогне за създаване на нови устройства за фотоника и електроника.
Изследователите работят по технология за отпечатване на наноразмерни структури на 3D принтер, става ясно от публикация в Phys.org. В бъдеще тя може да позволи отпечатване на транзистори с рекордно малки размери и по този начин да увеличи изчислителната мощност на процесорите.
Електронната индустрия е изградена върху силиций – материалът, който формира основата на полупроводниковия субстрат за микропроцесори и е в основата на всички изчислителни технологии, разработени през последните няколко десетилетия. С нарастващото търсене на по-голяма изчислителна мощ, размерът на транзисторите трябва да бъде намален, но са налице сериозни технологични ограничения. Изглежда, че скоро това може да бъде постигнато.
В новото изследване учените от Райс разработиха метод за 3D печат, който позволява създаване на наноструктури с различни размери директно от силициев диоксид. Екипът е използвал двуфотонен процес на полимеризация за отпечатване на структури с линии с ширина само няколкостотин нанометра – по-малко от дължината на вълната на светлината. Лазерите „рисуват” линии, принуждавайки мастилото, нанесено върху субстрата, да абсорбира два фотона, в резултат на което на мястото, където преминава лазерният лъч, настъпва полимеризация.
За да осъществят този процес, учените е трябвало да създадат ново мастило. Те са разработили смоли, съдържащи силициеви наносфери, легирани с полиетилен гликол. Това прави наночастиците разтворими. След отпечатване структурата се втвърдява чрез високотемпературно синтероване, в резултат на което целият полимер се отстранява от продукта и остават само аморфно стъкло или поликристали от кристобалит.
Учените също така демонстрират как легирането на материала с различни редкоземни соли добавя фотолуминесцентни свойства към крайния продукт. Това може да бъде важно за оптичните приложения на получените наноструктури. Изследването е публикувано в Nature Materials.
Следващата цел на учените е да подобрят процеса на отпечатване на структури по-малки от 10 нанометра. Днес именно 10-нм технология е актуална в дизайна на транзисторите. Ако тя бъде надмината, изчислителната мощност на класическите компютри ще се увеличи с порядък.