לפי כוונת החברה, מולקולות ירכיבו את עצמן – ויאפשרו ניצול טוב יותר של מכונות הייצור הקיימות. כבר בשנת 2001, הצליחו מדעני החברה להדגים את פעולתו של מעגל מחשב ראשון בעולם המבוסס על מולקולה בודדת
אבי בליזובסקי
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nano290204.html
יבמ עשתה שימוש בתהליך של הרכבה-עצמית כדי לבנות התקן זיכרון Flash המבוסס על גבישים זעירים – Nanocryst
יבמ מציגה הצלחה ראשונה ביישום שיטות מתחום הננו-טכנולוגיה לתהליכי ייצור מקובלים בתעשיית המוליכים למחצה. יבמ משתמשת בטכניקת “הרכבה עצמית של מולקולות” (self-assembly), המתאימה לשימוש עם ציוד הייצור הקיים כיום בתחום המיקרו-אלקטרוניקה. כל זאת ללא צורך בהשקעות רחבות היקף בשינויים בציוד הזה וללא הסיכונים המלווים מהפכות בתהליכי יצור.
לדברי יבמ, התוצאות הראשונות הללו פותחות את הדרך להמשך תהליכי המזעור ולשיפורים בביצועי השבבים.
טכניקת ההרכבה העצמית של מולקולות, שפותחה ב-יבמ, נשענת על נטייתן של מולקולות פולימרים מסוימות לארגן עצמן במבנה מרחבי מסודר. ארגון עצמי כזה מתבטא במבנה קטן יותר וצפוף יותר. ארגון זה הוא מדויק ואחיד הרבה מעבר למה שניתן להשיג בשיטות ייצור מסורתיות, דוגמת ליתוגרפיה.
השימוש בטכניקות הרכבה עצמית של מולקולות עשוי להוביל לבניית מערכות אלקטרוניות ומעבדים חזקים יותר, שישפיעו על עולם המחשבים, התקשורת ומוצרי הצריכה. החברה צופה כי ניסויים במוצרים חדשים הבנויים סביב הטכנולוגיה החדשה יחלו בתוך 3-5 שנים.
ננו-טכנולוגיה היא תחום מדעי רחב וחדש, במסגרתו מבצעים מניפולציות בחומרים בממדים המתקרבים לאלה של האטום או המולקולה הבודדת. הרכבה עצמית של מולקולות היא תת-תחום של הננו-טכנולוגיה, המתבסס על הנטייה הטבעית של חומרים ומולקולות מסוימות לסדר את עצמם בדפוסי-ארגון אחידים ברמת המולקולה.
במסגרת הניסיון שבוצע ב-יבמ, השתמשו המדענים בהרכבה עצמית של מולקולות על מנת ליצור חלקים קריטיים של רכיבי זיכרון. הפולימר קובע את אופן הגידול והצורה של גביש סיליקון זעיר, ההופך בסיס ליחידת זיכרון נדיף – FLASH. זיכרונות המבוססים על גבישים זעירים – Nanocrystal – מהווים אתגר קשה במיוחד לייצור באמצעים המסורתיים. השימוש בטכנולוגיית ההרכבה העצמית פותח דרך קלה יותר לבניית רכיבים רגילים. התהליך כולו, לרבות ההרכבה העצמית, בוצע על גבי פרוסת סיליקון בקוטר סטנדרטי של 200 מ”מ, בשיטות התואמות לחלוטין את כלי הייצור המקובלים והקיימים בתעשייה. תוצאות המחקר החדש הוצגו לא מכבר בכנס בינלאומי שהתקיים בוושינגטון.
מחקר זה מצטרף להישג משמעותי אחר של יבמ בננו-טכנולוגיה, עליו הודיעה החברה בשנת 2001: מדענים של החברה הצליחו לבנות ולהדגים את פעולתו של מעגל מחשב ראשון בעולם המבוסס על מולקולה בודדת. המשך הפיתוח הזה עשוי להוביל בעתיד לבנייתם של מחשבים קטנים ומהירים יותר – בעלי צריכת זרם נמוכה מזו של המכונות המוכרות כיום.
הצוות בנה “שער לוגי של תשובה שלילית” (NOT gate) – אחד משלושת המעגלים הלוגיים המהווים בסיס לכל מחשב בן ימינו. המעגל נבנה ממולקולת פחמן ננו-שפופרת: אוסף של אטומי פחמן המרכיבים שורת מעגלי אטומים המחוברים זה לזה במולקולה במבנה של “צינור”. המולקולה הזאת קטנה פי מאה אלף מעובייה של שערת אדם.
קודם לכן, הצליח אותו צוות לבנות טרנזיסטורים במבנה של ננו-שפופרת, תוך עקיפת הצורך בהפרדה קפדנית בין ננו-שפופרות מתכתיות לננו-שפופרות מוליכות למחצה. הטרנזיסטורים האלה הם ששימשו לבניית המעגל הלוגי המלא.
ננו-שפופרות פחמן הן כיום המועמד המוביל להחליף את הסיליקון, כאשר יגיעו תהליכי המזעור בטכנולוגיית שבבי הסיליקון המוכרת כיום, לגבולות ההיתכנות הפיסיקאלית – מחסום הצפוי בעוד 10-15 שנה.
לידיעה בבי.בי.סי
ידען ננו-טכנולוגיה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~779940211~~~57&SiteName=hayadan
