بروفيسور جامعة يطور طريقة إنتاج سيليكون جديدة قد تحطم أسعار الرقاقات!

um_liquid-metal-makes-silicon-crystals-at-record-low-temp-silicon-crystals-orig-20130124

um_liquid-metal-makes-silicon-crystals-at-record-low-temp-electrodes-orig-20130124

ديوكسيد السيليكون، أو الرمال، تتكون بنسبة 40% من قشرة الأرض، لكن الطريقة الصناعية في تحويل الرمال إلى سيليكون شفاف، -إنه عنصر جوهري لرقاقات الحاسب الآلي-،فهي غالية وذات أثر بيئي كبير بسبب ظروف المعالجة الشديدة. بالتالي ظهور طريقة جديدة لصنع السيليكون الشفاف ، على يد باحثي جامعة Michigan ،قد يجعل هذا المكون الهام للحواسب والخلايا الشمسية أكثر رخصا وصديقه للبيئة.قال السيد Stephen Maldonado بروفيسور في مادة الكيمياء والفيزياء التطبيقية في جامعة Michigan ” السيليكون الشفاف في الالكترونيات الحديثة تُصنع حاليا من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية كثيفة الاستهلاك للطاقة مع درجات حرارة تتجاوز الـ 2000 فهرنهايت (مايعادل 1093 درجة مئوية) مما ينتج عنه الكثير من ديوكسيد الكربون”.

مؤخرا، البروفيسور Maldonado وطلاب دراسات عليا في الكيمياء هما Junsi Gu  و Eli Fahrenkrug اكتشفا طريقة لصنع السيليكون الشفاف عند فقط درجة حرارة ـ180 فهرنهايت (82 درجة مئوية)، (مايعادل درجة الحرارة الداخلية لديك حبش مطبوخ)، عندما يكون الماء مشبع بشكل هائل بالسكر، فإن السكر بشكل تلقائي يشكل بلوريات، المعروفة باسم حلوى سكرية.وقال السيد Maldonado ايضا ” بدلا من الماء، نحن نستخدم سائلا معدنيا وبدلا من السكر نستخدم السيليكون”, في الصورة الثانية التي نراها فوق هي للسائل المعدني يصنع بلوريات السيليكون عند درجات حرارة منخفضة .أوجد السيد Maldonado وزملاؤه حلا ويتضمن هذا الحل (رابع كلوريد السيليكون) وتغطيتها بسائل غاليوم ذو قطبية كهربائية سالبة، الالكترونيات من المعدن حولت (رابع كلوريد السيليكون) إلى سيليكون خام الذي بالتالي يتحلل ويذوب داخل السائل المعدني.

وشرح البروفسور قائلا” السائل المعدني هو العامل الرئيسي لعمليتنا. العديد من المعادن الصلبة كانت أيضا قادرة على إيصال الالكترونات التي تحول رابع كلوريد السيليكون إلى سيليكون مختلط، لكن المعادن فقط مثل الغاليوم يمكن أن تساعد بشكل إضافي كسائل من أجل بلورة السيليكون بدون سخونة إضافية”.ذكر الباحثون بأن طبقات غامقة من بلورات السيليكون متجمعة على أسطح سائل الغاليوم ذو قطبية كهربائية سالبة. حتى الآن، البلورات صغيرة جدا، حوالي 1/2000 ملمتر في الديامتر، لكن السيد Maldonado يأمل بتطوير التقنية وصنع بلورات سيليكون أكبر، مهيئة لاستخدامات متعددة كتحويل طاقة الضوء إلى كهرباء أو طاقة مخزنة. يقوم الفريق بتفقد واكتشاف عدة تغييرات على العملية، من ضمنها استخدام خلائط معدنية أخرى ذات قابلية انصهار بدرجة حرارة منخفضة.

في الصورة الأولى نرى صورة مجهرية للألكترون تظهر بلورات سيليكون نقية، تم توليدها بالتقنية الجديدة والصديقة للبيئة.إذا كان النهج المتبع يثبت قابليته للتطبيق، فإن أثاره ستكون هائلة، خاصة في صناعة الطاقة الشمسية. السيليكون الشفاف هو المادة الأكثر استخداما في الطاقة الشمسية، لكن تكلفة السيليكون أدت بالعديد من الباحثين للسعي بهمة خلف أشباه موصلات بديلة ,كما قال Stephen Maldonado ” من المبكر جدا تخمين السعر الذي نتستطيع فيه عملية تخفيضه للسيليكون، لكن الإمكانية للعملية قابلة للتطوير والتوسع،فهي أكثر مسالمة للبيئة، وأقل كلفة بشكل هائل مما هو موجودة في الوضع الحالي. الحلم في النهاية يكمن بالانتقال من الرمال إلى سيليكون شفاف بخطوة واحدة. لايوجد قانون مبدئي يقول بأن هذا لايمكن إتمامه”

الجامعة تسعى خلف حماية لبراءة الاختراع من أجل ملكية الحقوق الفكرية وتسعى لشركاء تجاريين للمساعدة في تقديم هذه التقنية للسوق. هذا الأمر ان تم فهو سوف يكون ذو مردود هائل جدا على صناعة الرقاقات بجميع اشكالها فيما يخص الكمبيوترات وطبعا هي تحتاج الى مساعدة من الشركات الكبيره المتخصصه في هذا المجال حتى يتم الوصول الى الطريقه الأمثل نظرا لإمتلاك تلك الشركات الخبره الواسعه في هذا المجال مما سوف يساعد هذا المشروع على الإنطلاق وبدأ تنفيذه على ارض الواقع, ولكن ما يخيف هو ان تأتي شركة وتشتري هذه الحقوق وتصبح حقوق محتكره وهذا ما لا نتمناه إطلاقا.

 

 

xbitlabs

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *