تكنولوجيا جديدة تحسن إنتاج العديد من المكونات الإلكترونية والكمبيوتر

ابتكر باحثو كلية العلوم والهندسة بجامعة مينيسوتا توين سيتيز تقنية أرخص وأكثر أمانًا وأبسط تسمح بتحويل مجموعة "عنيدة" من المعادن وأكاسيد المعادن إلى أغشية رقيقة تُستخدم في العديد من الإلكترونيات ومكونات الكمبيوتر وغيرها من التطبيقات.

 

عمل الباحثون مع مكتب تسويق التكنولوجيا بجامعة مينيسوتا للحصول على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا وقد اكتسبوا بالفعل اهتمامًا من الصناعة.

 

استخدام المعادن في التكنولوجيا

ويتطلب تحويل العديد من المعادن ومركباتها إلى أغشية رقيقة قبل استخدامها في المنتجات التكنولوجية مثل الإلكترونيات أو شاشات العرض أو خلايا الوقود أو التطبيقاتالتحفيزية. ومع ذلك ، من الصعب للغاية تحويل المعادن "المستعصية" - والتي تشمل عناصر مثل البلاتين ، والإيريديوم ، والروثينيوم ، والتنغستن ، إلى أغشية رقيقة لأنهاتتطلب درجات حرارة عالية للغاية (عادة أكثر من 2000 درجة مئوية) حتى تتبخر.

تقنيات استخدام الأفلام المعدنية

يصنع العلماء عادةً هذه الأفلام المعدنية باستخدام تقنيات مثل التبخر وتبخر شعاع الإلكترون. وتتكون الأخيرة من صهر المعادن وتبخيرها عند درجات حرارة عالية والسماح بتكوين غشاء فوق الرقاقات. لكن هذه الطريقة التقليدية باهظة الثمن، وتستهلك الكثير من الطاقة، وقد تكون أيضًا غير آمنة بسبب الجهد العالي المستخدم.

 

الآن، طور باحثو جامعة مينيسوتا طريقة لتبخير هذه المعادن في درجات حرارة منخفضة بشكل ملحوظ، أقل من 200 درجة مئوية بدلاً من عدة آلاف. من خلال تصميموإضافة روابط عضوية - مجموعات من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين - إلى المعادن ، تمكن الباحثون من زيادة ضغط بخار المواد بشكل كبير، مما يسهل تبخرهافي درجات حرارة منخفضة. لا تعتبر تقنيتهم ​​الجديدة أبسط فقط ، بل إنها تصنع أيضًا موادًا عالية الجودة يمكن تطويرها بسهولة.

 

قال "بهارات جالان"، كبير مؤلفي الدراسة، وخبير في تركيب المواد، وأستاذ مشارك ورئيس شل في جامعة مينيسوتا قسم الهندسة الكيميائية وعلوم المواد (CEMS)، "هناك بالفعل رابط تاريخي بين الابتكار في علم التوليف وتطوير التكنولوجيا الجديدة. تذهب ملايين الدولارات في صنع مواد لتطبيقات مختلفة. الآن، توصلنا إلى تقنيةأبسط وأرخص تكلفة تتيح استخدام مواد أفضل باستخدام المواد الذرية الاحكام."

 

تُستخدم هذه المعادن لصنع منتجات لا تعد ولا تحصى، من أشباه الموصلات لتطبيقات الكمبيوتر إلى تكنولوجيا العرض. البلاتين على سبيل المثال، يشكل أيضًا حافزًاكبيرًا لتحويل الطاقة وتخزينها ويتم النظر إليه لاستخدامه في أجهزة spintronic.

 

وقال وليم نان، طالب دراسات عليا في الهندسة الكيميائية وعلوم المواد بجامعة مينيسوتا ، "إن خفض تكلفة وتعقيد ترسب المعادن مع السماح أيضًا بترسيب مواد أكثرتعقيدًا مثل الأكاسيد سيلعب دورًا كبيرًا في كل من الجهود الصناعية والبحثية". المؤلف الأول للورقة ، وحاصل على زمالة روبرت في ماتيرن من القسم. "الآن بعد أن أصبحإيداع هذه المعادن مثل البلاتين أسهل ، نأمل أن نرى اهتمامًا متجددًا بالمواد الأكثر تعقيدًا التي تحتوي على هذه المعادن العنيدة".