قانون مور لن يموت!
منذ فترة نشرنا مقالًا بعنوان «قانون مور هل هي النهاية؟» وكنا نتحدث عن مدى امكانية أن يظل قانون مور قيد التطبيق وهو الذي يقول «عدد الترانزيستورات المُدمجة في الدائرة المتكاملة يتضاعف كلَّ عامين»، لكن يبدو أن الإجابة أصبحت أقرب مما نتصور.
بعد عقودٍ من البحث المتواصل على الجرافين Graphene والمواد ثنائية الأبعاد تم اكتشاف مادةٍ شبه موصلةٍ تُنبِّئ بمستقبلٍ للإلكترونيات فائقة السرعة.
المادة الجديدة تُسمى إنديام سيلينيد (Indium Selenide (InSe وهي ذات ثخانةٍ لا تتعدى بضعَ ذرَّاتٍ وهي تشبه الجرافين، تمَّ نشر هذا البحث في مجلة Nature Nanotechnology العلمية عن طريق باحثين من جامعة مانشستر وزملائهم في جامعة نوتينجهام.
ثخانة الجرافين هي ذرة واحدة وله خواصٌّ الكترونيةٌ لا مثيل لها ممَّا أدَّى إلى الكثير من الأفكار لاستخدامه في الدوائر الإلكترونية. لكن بالرغم من كل خصائصه إلا أنه لا يملك فجوة طاقةٍ energy gap وهو يعمل كمعدنٍ أكثرَ منه كشبهِ موصل ممَّا يُشكِّك في قدرته على العمل في تطبيقات الترانزستور.
يشير البحث الجديد إلى إمكانية تكوين بلورات الإنديام سيلينيد بثخانة بضع ذرَّاتٍ فقط وهي ثخانةٌ قريبةٌ جدًّا من الجرافين، لكن الإنديام سيلينيد له كفاءةٌ إلكترونيةٌ أعلى من السيليكون المستخدم حاليًا في الإلكترونيات الحديثة.
والشيء الأهم هو أن الإنديام سيلينيد له فجوةُ طاقةٍ كبيرةٍ على عكس الجرافين وهي ما يجعل توقيف أو تشغيل الترانزستورات أمرًا سهلًا مما يجعل الطريق ممهدًا أمام الجيل القادم من الأجهزة الإلكترونية.
أظهرت تقنيةُ إدخال الجرافين مع موادَّ جديدةٍ تمتلك خصائصَ أفضل نتائجَ مثيرةً وتطورات هائلة قد توصلنا لتطبيقاتٍ أبعد من الخيال.
سير أندري جيم Andre Geim وهو حاصل على نوبل للفيزياء عن أبحاثه الخاصة بالجرافين وأحد المشاركين في هذا البحث الحالي يؤمن أن الاكتشافات الجديدة سيكون لها تأثيرٌ قويٌّ على تطور مستقبل الإلكترونيات.
« الإنديام سيلينيد هو البديل الأوسط الذهبي بين السيليكون والجرافين فهو يشبه الجرافين في ثخانته الرقيقة جدًا التي تبلغ مستوًى نانومتريًّا وهو شبه موصلٍ جيدٍ مثل السيليكون.»
لكنَّ ظهرت مشكلةٌ تغلَّب عليها فريق الباحثين في مانشستر وكانت ستعوق عمل أجهزةٍ الكترونيةٍ بالإنديام سيلينيد والمشكلة هي أنَّ تلك المادة الرقيقة جدًا تتدمر بواسطة الأكسجين والرطوبة في الجو وللتغلب على تلك المشكلة قام الفريق بتحضير الأجهزة المصنوعة من الأنديام سيلينيد في محيطٍ جويٍّ من غاز الأرجون باستخدام تكنولوجيا جديدة في المعهد القومي للجرافين. National Graphene Institute
أظهرت الأجهزة المصنوعة من الإنديام سيلينيد سرعةً إلكترونيةً في درجة حرارة غرفةٍ تبلغ 2000 cm2/Vs وهي أعلى بكثير من السيليكون وتزيد السرعة بشدَّةٍ في درجات الحرارة المنخفضة.
أسفرت الأبحاث والتجارب الحالية عن انتاج المادة بمقاسٍ يبلغ بضعة ميكروميترات وهو يشبه مقاس خصلةِ الشعر البشري. ويؤمن الباحثون أن الأساليب المُستخدمة في إنتاج الجرافين بمساحاتٍ كبيرة يُمكن استخدامها في إنتاج الإنديام سيلينيد بأحجام وكمياتٍ تجاريةٍ أيضًا.
يقول البروفيسور فلاديمير فالكو Vladimir Falko أحد مؤلفي هذا البحث ومدير المعهد القومي للجرافين: «التكنولوجيا التي طورها المعهد لتحويل المقاسات الذرية للمواد إلى بلوراتٍ ثنائية الأبعاد عالية الجودة تُمثل فرصةً هائلةً لتحويل المواد الجديدة لتصبح متاحةً للتطبيقات الإلكتروضوئية، نحن نبحث دائمًا عن موادَّ جديدةٍ للتجربة عليها.»
اعداد: بيتر ميلاد
تدقيق: بدر الفراك
المصدر
