מגזין Nature מדווח על עוד צעד לקראת מציאת תחליף לשימוש בסיליקון טהור בתעשיית האלקטרוניקה
אבי בליזובסקי ובני רן
שבב סיליקון (משמאל) והוופר ממנו הוא מיוצר.
קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/newsilicon190904.html
הפעולה של שבבי הסיליקון עלולה להשתבש בטמפרטורות גבוהות, אפילו כתוצאה מהחום המתפתח בהם עצמם. אולם, מומחים יפאנים הצליחו להתגבר על הבעיה באמצעות שימוש בגבישים מסיליקון קרביד – חומר קשיח שמתקשה עוד יותר בתנאים של חום גבוה. כעת יכול החומר לשמש תחליף אפשרי לסיליקון הטהור עצמו בייצור השבבים.
הסיליקון קרביד מתאים בעיקר למכשירים אלקטרוניים הפועלים במתח גבוה, בתנאים של חום רב או סמוך למקורות של קרינה מסוכנת. אם תימצא פריצת הדרך שתאפשר ייצור המוני של שבבים מסיליקון קרביד, ניתן יהיה ליישם שבבים אלה במנועי סילון, בתקשורת אלחוטית, במכשירי רדאר ובמנועי מכוניות.
מדענים ממעבדות המחקר והפיתוח של טויוטה ומחברת דנסו מצאו דרך חדשה לייצור של גבישי סיליקון קרביד, שעשויה לאפשר גם ייצור של לוחות מחומר זה בקנה מידה גדול וברמה גבוהה של אמינות. כך ניתן יהיה לעשות בלוחות אלה שימוש מסחרי במחירים נמוכים יותר.
שבבי המחשב הקונבנציונליים עשויים כיום מפיסה דקה של סיליקון, חומר שמגלה רגישות רבה לחום. משום כך יש לצייד את המחשבים במאווררים או באמצעי קירור אחרים. כבר בשנות החמישים הבינו מדענים את הפוטנציאל של הסיליקון קרביד, חומר קשיח במיוחד בעל עמידות גבוהה בפני חום, בו משתמשים בין השאר לייצור ניירות ליטוש.
בשנות השבעים פיתחו המדענים טכנולוגיה חדשה לייצור לוחות סיליקון גדולים, אך האיכות שלהם הייתה ירודה. התוספת של סיליקון קרביד סייעה לשפר את האיכות. קאזומסה טקטורי ועמיתיו מטויוטה מצאו פיתרון לשילוב גבישים של סיליקון קרביד בשלבים שונים של הייצור. בכל שלב מיושמים הגבישים בדרך היעילה ביותר, וכך ניתן לבנות לוחות שלמים מסיליקון קרביד. “התוצאות היו מדהימות” אומר מדען החומרים רולנד מדר מהמרכז המדעי בגרנובל, צרפת. “מדובר בחידוש אמיתי במדע החומרים. סוף סוף יוכל הסיליקון קרביד לטעון לכתר של הסיליקון”.
מחקרים שנעשו בעבר הראו שמכשירים העשויים מסיליקון קרביד יכולים לפעול ללא תקלות וללא צורך באמצעי קירור כלשהם אפילו בטמפרטורות של 650 מעלות צלסיוס. אחד היישומים האפשריים הוא בחלליות גרעיניות שיצאו למשימות בחלל הרחוק: שימוש בסיליקון קרביד יחסוך את הצורך באמצעים להגנה על מכשירי הבקרה האלקטרוניים של הכור הגרעיני.
לידיעה בנושא בבי.בי.סי
ידען מיחשוב על
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~955322469~~~80&SiteName=hayadan
