วิศวกรค้นพบวิธีขยายกฎของมัวร์โดยใช้การสะสมของอะตอม

ศาสตราจารย์ Chen Rong และนักวิจัยคนอื่นๆ ในกลุ่มของเธอได้ระบุประเด็นสำคัญหลายประการในสาขานี้

การสะสมในระดับอะตอม:

“การสะสมของอะตอมเป็นเทคโนโลยีสากลการทับถมที่มุ่งเน้นอนาคตซึ่งจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในด้านการผลิตไมโครนาโน ผู้ผลิตชิปแสดงความสนใจอย่างมากในเทคโนโลยีนี้ นอกเหนือจากสาขาไมโครอิเล็กทรอนิกส์แล้ว การสะสมในระดับอะตอมยังมีการใช้งานที่หลากหลายในด้านออปโตอิเล็กทรอนิกส์ การจัดเก็บพลังงาน การเร่งปฏิกิริยา และชีวเวชศาสตร์” ศาสตราจารย์รองกล่าว

การลดขนาดของวัสดุนาโน โครงสร้างนาโน อุปกรณ์นาโน และนาโนซิสเต็มส์ จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการสะสมระดับอะตอม

แต่เพื่อให้บรรลุการผลิตระดับนาโนด้วยสูงความแม่นยำของกลไกการตกสะสมในระดับอะตอมต้องศึกษาอย่างลึกซึ้ง ในขณะที่เทคโนโลยีการกำหนดลักษณะเฉพาะกำลังเพิ่มขึ้น เทคโนโลยีสำหรับการกำหนดลักษณะและการจัดการแต่ละอะตอมยังคงมีพื้นที่มากมายสำหรับการปรับปรุง โครงสร้างนาโนที่ซับซ้อนต้องใช้กระบวนการหลายอย่างร่วมกันสำหรับวัสดุที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม เพื่อให้เกิดการรวมกระบวนการ จำเป็นต้องคำนึงถึงความถูกต้องและประสิทธิภาพของการประมวลผลเป็นปัจจัยที่ขัดขวางซึ่งกันและกัน

นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าการสะสมบนระดับอะตอมสามารถใช้เพื่อขยายกฎของมัวร์ การสะสมระดับอะตอมเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับการสร้างโครงสร้างนาโนที่ซับซ้อนอย่างแม่นยำ ทำให้สามารถสร้างภูมิประเทศที่เทียบเท่ากับการควบคุมความหนาของฟิล์มได้ดีขึ้นและไม่มีความขรุขระของพื้นผิว ถือเป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยในการผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์

จำได้ว่าหลังจากที่อุตสาหกรรมประสบความสำเร็จแล้วSi/Ge ที่พัฒนาแล้ว, ประตูโพแทสเซียมสูง/โลหะ และ FET ครีบ ขนาดวิกฤติของ FET ได้ลดลงเหลือ 7 นาโนเมตร ซึ่งหมายความว่ามีทรานซิสเตอร์เกือบ 7 พันล้านตัวต่อตารางเซนติเมตรบนชิปตัวเดียว สิ่งนี้ทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากสำหรับโครงสร้างซี่โครงและวิธีการผลิตนาโนแฟบริค จนถึงขณะนี้ มีการใช้การพิมพ์หินอัลตราไวโอเลตขั้นรุนแรงในขั้นตอนสำคัญบางขั้นตอน แต่ต้องเผชิญกับความไม่ถูกต้องในการจัดตำแหน่งและต้นทุนสูงในการผลิตในปริมาณมาก

ย้อนกลับไปในปี 2502 ศาสตราจารย์ไฟน์แมนแนะนำว่า:"ด้านล่างมีที่ว่างมากมาย" การแสดงนี้เป็นแรงบันดาลใจให้ผู้คนจัดการอะตอมหรือโมเลกุลเป็นส่วนประกอบสำหรับโครงสร้างทางวิศวกรรม ขั้นตอนแรกคือการสปัตเตอร์ ซึ่งให้ความละเอียดของอังสตรอมด้านข้างในแนวตั้ง รวมถึงการแกะสลักจากบนลงล่าง เช่น การลงสีสองครั้ง จากนั้นจึงใช้เทคนิคการวางเทมเพลตแบบคัดเลือกต่างๆ เพื่อจัดแนวโครงสร้าง 3D ที่ซับซ้อน รวมถึงเทมเพลตไดอิเล็กทริก สารยับยั้ง และขั้นตอนการแก้ไข ในที่สุด ความละเอียดระดับอะตอมสามารถทำได้โดยการสะสมแบบคัดเลือกโดยเนื้อแท้

วิธีการสะสมในระดับอะตอมมีลักษณะเป็นเนื้อเดียวกันและเป็นเนื้อเดียวกันของฟิล์มบาง การสะสมระดับอะตอมอาจส่งผลให้เกิดความละเอียดในแนวนอนในแนวตั้งสำหรับโครงสร้างที่มีอัตราส่วนกว้างยาวหลายแบบ รวมทั้งผนังด้านข้าง ลวดนาโน ท่อนาโน รูปแบบคู่ที่ปรับแนวได้เองนั้นเป็นตัวอย่างทั่วไปของความละเอียดในแนวตั้ง การสะสมที่ระดับอะตอมสามารถปรับปรุงความแม่นยำของโครงสร้างนาโน และสร้างโครงสร้างพิเศษบางอย่างที่สามารถลดขนาดขององค์ประกอบและเพิ่มความหนาแน่นของทรานซิสเตอร์ได้ ส่งผลให้กฎของมัวร์สามารถดำเนินการได้ในระยะสั้น

เมื่ออุปกรณ์มีมากขึ้นการเติบโตที่ซับซ้อนและตรงไปตรงมาของฟิล์มบางถือเป็นส่วนสำคัญของการผลิตนาโน Selective deposition เป็นเทคนิคการปรับระดับที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถลดขั้นตอนต่างๆ เช่น photolithography และ etching การสะสมที่มีประสิทธิภาพและเลือกสรรมาเป็นอย่างดีมักทำได้โดยใช้แม่แบบพิเศษ ด้วยสิ่งเหล่านี้ ผู้ผลิตชิปไม่เพียงแต่สามารถซ้อนทรานซิสเตอร์ได้โดยตรงในสามมิติเท่านั้น แต่ยังรวมคุณสมบัติอเนกประสงค์ เช่น เซ็นเซอร์และการจัดเก็บพลังงานไว้ในชิปเพื่อผลิตซูเปอร์ชิป

เตรียมแม่แบบที่เหมาะสมสำหรับการคัดเลือกการสะสมของวัสดุมิติต่ำและโครงสร้าง 3 มิติที่ซับซ้อนโดยใช้วิธีการจากบนลงล่างในปัจจุบันนั้นค่อนข้างยาก สำหรับยุคหลังซิลิคอน การสะสมระดับอะตอมกลายเป็นวิธีที่นิยมในการสร้างวัสดุนาโนทางเลือกมากมาย เช่น 2D, คาร์บอน, เฟอโรอิเล็กทริก และวัสดุเปลี่ยนเฟส

อ่านเพิ่มเติม:

กล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์ถ่ายภาพแรกของดาวพฤหัสบดี: แสดงเป้าหมายเคลื่อนที่ 9 ตัวพร้อมกัน

นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าทำไม T-Rex และไดโนเสาร์ขนาดใหญ่อื่นๆ ถึงมี "มือ" เล็กๆ

ภารกิจยานโวเอเจอร์ 1 ที่เก่าแก่ที่สุดมีข้อผิดพลาดแปลกๆ ที่ไม่สามารถแก้ไขได้