رقائق ألماس رفيعة للغاية للإلكترونيات مصنوعة باستخدام شريط لاصق

هناك طريقة جديدة لصنع رقائق ألماس رفيعة للغاية باستخدام شريط لاصق يمكن أن تساعد في إنتاج إلكترونيات تعتمد على الألماس، والتي قد تكون في يوم من الأيام بديلاً مفيدًا للتصميمات المعتمدة على السيليكون.

يتمتع الماس بخصائص إلكترونية غير عادية: فهو عازل جيد ويسمح للإلكترونات ذات طاقات معينة بالتحرك بمقاومة قليلة. يمكن أن يترجم هذا إلى القدرة على التعامل مع الطاقات الأعلى بكفاءة أكبر من تصميمات شرائح السيليكون التقليدية.

ومع ذلك، فإن إنتاج رقائق الماس العاملة يتطلب رقائق كبيرة ورقيقة جدًا، تشبه رقائق السيليكون الرقيقة المستخدمة في بناء رقائق الكمبيوتر الحديثة، والتي ثبت صعوبة تصنيعها.

الآن، اكتشف تشيكين تشو وزملاؤه من جامعة هونغ كونغ طريقة لإنتاج رقائق ألماس رفيعة ومرنة للغاية، باستخدام شريط لاصق.

قام تشو وزملاؤه أولاً بزراعة ألماس بحجم النانو في رقاقة سيليكون صغيرة، ثم نفخوا غاز الميثان فوقها عند درجات حرارة عالية لتشكيل ورقة ألماس رفيعة ومتواصلة. ثم قاموا بإنشاء صدع صغير على جانب واحد من ورقة الماس المرفقة، قبل تقشير طبقة الماس باستخدام شريط لاصق عادي.

ووجدوا أن صفيحة الألماس المقشرة هذه كانت رفيعة للغاية، بحجم أقل من ميكرومتر، وأرق بكثير من شعرة الإنسان، وناعمة بدرجة كافية للسماح بنوع تقنيات الحفر المستخدمة لإنتاج رقائق السيليكون.

“إنه يذكرنا جدًا بالأيام الأولى للجرافين عندما تم استخدام الشريط اللاصق لإنتاج أول طبقة أحادية من الجرافين من الجرافيت. تقول جولي ماكفيرسون، من جامعة وارويك بالمملكة المتحدة: «لم أكن أتخيل أبدًا تطبيق هذا المفهوم على الألماس».

يقول ميتي أتاتوري من جامعة كامبريدج: “إن طريقة التقشير الجديدة المكشوفة هذه ستكون عامل تمكين للعديد من تصميمات الأجهزة والأساليب التجريبية”. ويقول إن أحد المجالات التي يمكن أن تكون مفيدة بشكل خاص هو توفير تحكم أكبر في الأجهزة الكمومية التي تستخدم الماس كأجهزة استشعار.

يبلغ عرض الأغشية الماسية التي يستطيع تشو وزملاؤه إنتاجها حوالي 5 سنتيمترات، مما يدل على أن الطريقة تعمل كدليل على المبدأ، كما يقول أندريا فيراري من جامعة كامبريدج، لكنها لا تزال أصغر من الأغشية الأكبر التي يبلغ طولها 20 إلى 30 سنتيمترًا. وهو معيار للعديد من عمليات تصنيع الرقائق، وليس من الواضح ما إذا كان من الممكن توسيع نطاق الطريقة الجديدة، كما يقول.

ويبدو أن الرقائق المنتجة أيضًا متعددة البلورات، وهي أقل سلاسة وانتظامًا من الماس أحادي البلورة، وهذا قد يحد من استخدامها في بعض التطبيقات، كما يقول ماكفيرسون.