Dolar 12,4280
Euro 14,0266
Altın 717,01
BİST 1.776
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 21 °C
Kuvvetli Sağanak

Kuantum Materyalleri Daha Hızlı, Daha Enerji Tasarruflu Elektronik İçin Her zamankinden Daha Yakın Kesildi

18.10.2021
48
Kuantum Materyalleri Daha Hızlı, Daha Enerji Tasarruflu Elektronik İçin Her zamankinden Daha Yakın Kesildi
Altıgen Bor Nitrür Kristalleri

Altıgen bor nitrür malzemesinin kristalleri, üstte çizdiğiniz desenin altta daha küçük ve jilet gibi keskin bir versiyona dönüşmesi için kazınabilir. Bu delikler, grafen içinde bileşenleri ve devreleri çizmek için bir gölge maskesi olarak kullanılabilir. Bu süreç, günümüzün en iyi litografik teknikleriyle bile mümkün olmayan bir kesinlik sağlar. Sağda, bir elektron mikroskobu ile alınan üçgen ve kare deliklerin görüntüleri bulunmaktadır. Kredi: Peter Bøggild, Lene Gammelgaard ve Dorte Danielsen

Yeni bir yöntem, nanomalzemeleri 10 nanometreden daha az hassasiyetle tasarlıyor. Daha hızlı, daha enerji verimli elektroniklerin yolunu açabilir.

DTU ve Graphene Flagship araştırmacıları, nanomalzemeleri modelleme sanatını bir sonraki seviyeye taşıdılar. 2B malzemelerin hassas bir şekilde modellenmesi, günümüz teknolojisinden daha iyi performans ve çok daha düşük güç tüketimi sağlayabilen 2B malzemeleri kullanarak hesaplama ve depolamaya giden bir yoldur.

Fizik ve malzeme teknolojisindeki en önemli yeni keşiflerden biri, iki boyutlu malzemelerdir. grafen. Grafen, bilinen diğer tüm malzemelerden daha güçlü, daha pürüzsüz, daha hafif ve ısı ve elektriği iletmede daha iyidir.

En benzersiz özellikleri, belki de programlanabilirlikleridir. Bu malzemelerde hassas desenler oluşturarak, özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir ve muhtemelen tam olarak ihtiyacımız olanı yapabiliriz.

DTU’da bilim adamları, 1500 m2’lik temiz oda tesisinde sofistike litografi makinelerini kullanarak 2D malzemelerin modellenmesinde on yıldan fazla bir süredir en son teknolojiyi geliştirmek için çalışıyorlar. Çalışmaları, Danimarka Ulusal Araştırma Vakfı ve The Graphene Flagship’in bir parçası tarafından desteklenen DTU’nun Nanoyapılı Grafen Merkezi’ne dayanmaktadır.

DTU Nanolab’daki elektron ışını litografi sistemi, ayrıntıları 10 nanometreye kadar yazabilir. Bilgisayar hesaplamaları, yeni elektronik türleri oluşturmak için grafendeki kalıpların şeklini ve boyutunu tam olarak tahmin edebilir. Elektronun yükünden ve spin veya vadi serbestlik dereceleri gibi kuantum özelliklerinden yararlanabilirler, bu da çok daha az güç tüketimi ile yüksek hızlı hesaplamalara yol açar. Ancak bu hesaplamalar, en iyi litografi sistemlerinin bile sağlayabileceğinden daha yüksek çözünürlük ister: atomik çözünürlük.

DTU Physics’te profesör ve grup lideri Peter Bøggild, “Gelecekteki kuantum elektroniği için hazine sandığını gerçekten açmak istiyorsak, 10 nanometrenin altına inmemiz ve atom ölçeğine yaklaşmamız gerekiyor” diyor.

Ve bu tam olarak araştırmacıların yapmayı başardığı şey.

“2019’da sadece 12 nanometre aralıklarla yerleştirilen dairesel deliklerin yarı metalik grafeni yarı iletkene dönüştürdüğünü gösterdik. Artık nanometre keskin köşeleri ile dairesel deliklerin ve üçgenler gibi diğer şekillerin nasıl oluşturulacağını biliyoruz. Bu tür modeller, elektronları dönüşlerine göre sıralayabilir ve spintronik veya vaditronik için temel bileşenler oluşturabilir. Teknik ayrıca diğer 2B malzemeler üzerinde de çalışır. Bu süper küçük yapılarla, yüksek hızlı iletişim ve biyoteknolojide kullanılmak üzere çok kompakt ve elektriksel olarak ayarlanabilen metaller oluşturabiliriz,” diye açıklıyor Peter Bøggild.

Keskin üçgen

Araştırma, 2013 yılında DTU’dan mühendislik mezunu olan ve o zamandan beri DTU’da 2D malzemelerin deneysel keşfinde hayati bir rol oynayan postdoc Lene Gammelgaard tarafından yönetildi:

İşin püf noktası, nanomateryal altıgen bor nitrürü, modellemek istediğiniz malzemenin üzerine yerleştirmektir. Ardından belirli bir aşındırma tarifiyle delikler açıyorsunuz” diyor Lene Gammelgaard ve devam ediyor:

“Geçtiğimiz yıllarda geliştirdiğimiz dağlama işlemi, elektron ışını litografi sistemlerimizin aksi takdirde kırılmaz olan yaklaşık 10 nanometre sınırının altındaki desenleri küçültüyor. 20 nanometre çapında dairesel bir delik açtığımızı varsayalım; Grafendeki delik daha sonra 10 nanometreye küçültülebilir. Eğer litografi sisteminden gelen yuvarlak delikler ile üçgen bir delik açarsak, küçültme işlemi köşeleri kendiliğinden keskinleşen daha küçük bir üçgen oluşturacaktır. Genellikle, desenleri küçülttüğünüzde daha kusurlu hale gelir. Bu tam tersi ve bu, teorik tahminlerin bize optimal olduğunu söylediği yapıları yeniden yaratmamızı sağlıyor.”

Örneğin düz elektronik meta-lensler üretilebilir – çok yüksek frekanslarda elektrikle kontrol edilebilen ve Lene Gammelgaard’a göre geleceğin iletişim teknolojisi ve biyoteknolojisi için temel bileşenler haline gelebilecek bir tür süper kompakt optik lens.

Limitleri zorlamak

Diğer önemli kişi genç bir öğrenci, Dorte Danielsen. 9 yaşından sonra nanofizikle ilgilenmeye başladı.NS2012’de -sınıf stajı, 2014’te lise öğrencileri için ulusal bir bilim yarışmasının finalinde yer aldı ve DTU’nun seçkin öğrenciler için onur programı kapsamında Fizik ve Nanoteknoloji alanında çalışmalar yaptı.

“Süper çözünürlüklü” yapıların arkasındaki mekanizmanın hala tam olarak anlaşılmadığını açıklıyor:

“Bu beklenmedik aşındırma davranışı için birkaç olası açıklamamız var, ancak hala anlamadığımız çok şey var. Yine de bizim için heyecan verici ve oldukça faydalı bir teknik. Aynı zamanda, 2D nanoelektronik ve nanofotonik için sınırları zorlayan dünya çapında binlerce araştırmacı için iyi bir haber.”

METATUNE projesi kapsamında Danimarka Bağımsız Araştırma Fonu tarafından desteklenen Dorte Danielsen, son derece keskin nanoyapılar üzerindeki çalışmalarına devam edecek. Burada, geliştirilmesine yardımcı olduğu teknoloji, elektrikle ayarlanabilen optik metalensleri oluşturmak ve keşfetmek için kullanılacak.

Referans: Dorte R. Danielsen, Anton Lyksborg-Andersen, Kirstine ES Nielsen, Bjarke S. Jessen, Timothy J. Booth, Manh-Ha Doan, Yingqiu Zhou, Peter tarafından “İki Boyutlu Malzemelerin Anizotropik Dağlama ile Süper Çözünürlüklü Nanolitografisi” Bøggild ve Lene Gammelgaard, 25 Ağustos 2021, ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler.
DOI: 10.1021 / acsami.1c09923

.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.