| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2004 m. Nr. 1 turinys

· Balsas per internetą
· Žinutės

Internetas
· Kovojant su nieklaiškiais
· Žinutės
· Nauji lustai išgelbės Microsoft nuo košmarų

Sauga
· Protingi gynėjai
· Visuotinis automatizavimas - radijo dažnio atpažinimo sistemos
· Žinutės
· Spąstai hakeriams

Mobilusis ryšys
· Mašina kalbėsis su mašina
· Žinutės
· Toliau tobulinami belaidžio vietinio ryšio standartai
· Savaiminiai belaidžio vietinio ryšio tinklai spartina duomenų perdavimą

Optinis ryšys
· Magiškos akys
· Žinutės

Nanotechnologija
· Nanoraštai
· Žinutės
· Į elektroniką ateina nanotechnologijos

Elektronika
· Pigūs kompiuteriai, gaminami milijardais vienetų
· Organiniai displėjai
· Žinutės
· Naujos kartos skaitmeninė fotografija
· Naujos senos silicio slėnio technologijos
· MiniDisc prisikėlė naujam gyvenimui
· PC procesorių šeimynėlė
· Puslaidininkių rinka grįžta
· Robote, susirink pats
· Intel atskleidė "įtemptojo silicio" paslaptį

Istorija
· Enigma - II pasaulinio karo legenda

Nano raštai

   Savi-susirinkimas ir savi-organizacija darosi svarbiais nanotechnologų darbo įrankiais. Nano pasaulį tiriantys mokslininkai ir inžinieriai mano, kad tokios pat jėgos, kurioms veikiant susidaro snaigės - natūrali trauka ir atostūmis, verčiantys molekules sudaryti painius raštus - gali būti pasitelktos gaminant vertingus darinius, pavyzdžiui, medikų naudojamus implantus arba elektronikos lustų komponentus. Iki šiol daugiausia visi save formuojančioms nanostruktūroms pašvęsti darbai buvo ne daugiau kaip principo demonstravimas universiteto laboratorijoje. Norint, kad mokslinė keistenybė patektų į 2 milijardus dolerių kainuojančios puslaidininkinių prietaisų gamyklos technikos arsenalą, šioms medžiagoms ir technologijoms tektų nueiti ilgą kelią.

   Prieš ketverius metus du IBM mokslinio centro darbuotojai iš Yorktown Heights miesto Niujorko valstijoje pradėjo svarstyti, kaip savi-susirinkimo viziją paversti praktikai svarbia realybe. Jie abu - Charles Blackas ir Kathryn Guarini - žinojo, kad teks atsisakyti pretenzijų iškart sukurti lustus, kurie patys susirinktų ir manė, kad pradžioje pakaktų pakeisti tokiais procesais bent vieną silicio technologijos žingsnį. Net ir vieno žingsnio supaprastinimas pramonei labai praverstų.

   Pradžioje jie išsirinko molekulių, galinčių savi-susirinkti ir nesutrikdyti tradicinių silicio technologijos procesų sekos, tipą. Visai natūraliai buvo pasirinkti polimerai. Iš jų sudaryti fotolitografijoje naudojami "rezistai" - medžiagos, kurios po eksponavimo ultravioletine spinduliuote nusiplauna ir leidžia sukurti silicio plokštelės paviršiuje norimą raštą. Pirmuosius dvejus metus abudu mokslininkai tyrinėjo polimerus ir jų savi-susirinkimui reikalingas optimalias temperatūras ir storius. Šis darbas nenuėjo veltui ir Blackas su Guarini pradėjo šį bei tą gaminti.

Įprastinėje fotolitografijoje fotorezistas yra apšviečiamas ultravioletine šviesa. Ėsdiklis pašalina apšviestą fotorezisto dalį. Savi-susirinkimo atveju, pakaitinus dviblokį kopolimerą, atsiskiria du polimerai, suformuodami polistereno ir PMMA sritis. PMMA yra pašalinamas.

   Mokslininkai reguliariai pasirodydavo konferencijose, kuriose pasakodavo apie savi-susirenkančius korio formos darinius. Bet ir tai tebuvo mokslinė keistenybė - techninių galimybių demonstravimas, kurių nanotechnologijai skirtose konferencijose itin gausu. Kam tokie nanoraštai gali tikti? Kaip juos integruoti į gamybos procesus? Ar jie sugebės pakeisti geriausias šiuolaikines grandynų rašto sudarymo technologijas, į kurių kūrimą buvo investuoti šimtai milijonų dolerių?

   Pagaliau, prieš metus mokslininkai sugalvojo, kur realioje gamybos linijoje galėtų tikti save formuojančio korio raštas. Demonstracijai pasirinkta medžiaga buvo dviblokis kopolimeras, kuriame du polimerai - šiuo atveju, polistirenas (putplastis) ir polimetilmetakrilatas (organinis stiklas arba PMMA) - susirišę vienas su kitu cheminiais ryšiais. Uždėjus lašą kopolimero ant įsukto silicio sluoksnio, abu polimerai atsiskiria taip, lyg būtų alyva ir vanduo. Nors molekulės ir išsitempia, cheminis ryšys išlieka ir jos lieka susijungusios. Po to sekantis šiluminis apdorojimas dar sustipriną šį išsitęsimą. Galiausiai organinis stiklas susimeta į mažus cilindrus, iš visų pusių apsuptus polistireno. Taigi dviblokis kopolimeras pats suformuoja beveik užbaigtą korio formos šabloną.

   Norint užbaigti 20 nanometrų skersmens porų formavimo procesą, pasitelkiamas organinis tirpiklis, pašalinantis organinį stiklą. Po to sekantis ėsdinimas perneša tokį pat korio raštą ant apačioje esančio silicio dioksido sluoksnio. Vėliau ant visos plokštelės užnešamas amorfinis silicis. Dujomis yra nuėsdinamas visas silicis, išskyrus tą, kuris nusėdo skylėse. Po to lieka nanokristaliniai silicio cilindrai, apsupti silicio dioksido. Paskutinis žingsnis yra izoliuojančio sluoksnio ir silicio bloko, kuris yra užtūra, įjunginėjanti ir išjunginėjanti elektroninį prietaisą, nusodinimas darinio viršuje. Blackas ir Guarini šitaip pagamino nanostruktūrą, kuri yra flash atmintinės - prietaiso, kuris išsaugo skaitmeninius bitus netgi ir tada, kai kamera ar grotuvas yra išjungti, dalis. Nanokristaliniai cilindrai šiuo atveju yra kondensatoriai, kuriuose saugomi duomenys.

IBM pademonstravo, kad, panaudojant savi-susirinkimo būdu į standartinį prietaisą įterptą silicio nanokristalų sluoksnį, galima pagaminti flash atmintines.

   Pramonėje dirbantys inžinieriai visada įtariai žiūri į naujas siūlomas technologijas, todėl mokslininkai privalo gerokai pasistengti, kol juos įtikina. Ekonomikos požiūriu savi-susirinkimo technologija yra gana patraukli. Flash atmintinėms reikalingas tankiai išdėstytas skyles itin sunku pagaminti naudojant tradicinius litografijos ir nusodinimo metodus. Jeigu nanokristalai gaminami tradiciniais būdais, gaunami netvarkingai sumesti, labai įvairių dydžių elementai. Tuo tarpu patys susiformavę nanokristalai išsidėsto labai tolygiai ir tvarkingai ir visi jie yra vieno dydžio. Cilindrų skersmuo gali būti mažiau 20 nm, o tolygus jų išsidėstymas pagerina elektros krūvio išlaikymo cilindre charakteristikas.

   IBM kol kas pasitenkino vien pademonstravusi, kad šis principas išties įgyvendinimas. Kompanija jau daug metų nebegamina flash atmintinių, todėl negali iškart įdiegti išradimo savo gamybos linijose. Bet firmos specialistams kilo minčių, kaip panašius nanometrų dydžio raštus būtų galima panaudoti kituose lustų gamybos procesuose. Savi-susirenkantis polimeras gali, pavyzdžiui, padėti sukurti miniatiūrinius silicio stulpelius, kyšančius virš padėklo, esančio po jais. Tie stulpeliai galėtų būti tranzistorių "kanalais", kuriais keliauja elektronai, tačiau tokiais, kuriais elektronai judėtų ne išilgai lusto paviršiaus, kaip šiandieniniuose prietaisuose, o statmenai jam. Todėl ir užtūra bus cilindro, supančio silicio stulpelį, formos. Tokia geometrija neleistų elektronams tuneliuoti arba kitaip prasiskverbti kanalu tuomet, kai tranzistorius yra uždarytas, o šis efektas labai sustiprėja, kai prietaisų matmenys pasidaro labai maži.


El. p.: info@elektronika.lt