קטן זה יפה

דרכים חדשות לבנייה או להרכבה של התקנים מאבני בניין זעירות

יש גבול למידת הדיוק והדקדוק בפרטים שפסל-אמן, מוכשר ככל שיהיה, יכול לבטא באבן שבה הוא מגלף פסל. הגבול הזה נקבע על-ידי מידותיו הפיסיות של כלי העבודה העדין ביותר שבו משתמש האמן. מי שרוצה לעצב פרטים עדינים יותר, יוכל לעשות זאת רק אם, במקום לחצוב באבן, הוא ילקט אבנים זעירות, ואז יבנה או ירכיב מהן את הפסל “מלמטה למעלה”. בשיטה זו, גודלו של הפרט הקטן ביותר מוגבל על-ידי גודלן של אבני הבניין.
מגבלות ופתרונות אלה מאפיינים גם את תהליכי הבנייה של התקנים אלקטרוניים זעירים. הטכניקה המקובלת לייצור מעגלים אלקטרוניים משולבים מבוססת על צריבת גבישים של מוליכים-למחצה. הטכנולוגיה הקיימת מאפשרת חציבה עדינה ביותר, אבל נראה שהאפשרויות בתחום זה מתקרבות לקצה גבול היכולת הטכנולוגית. כדי להמשיך את תנופת המיזעור אל מעבר לגבול זה, מפתחים המדענים דרכים לבנייה או להרכבה של התקנים מאבני בניין זעירות ככל האפשר: מולקולות גדולות וגבישים יחידים זעירים.
מדעני מכון ויצמן למדע פועלים בתחום מחקר זה בכמה דרכים. ד”ר הדס שטריקמן, מהמרכז למחקר תת-מיקרוני, מפעילה טכניקה לגידול גבישים יחידים זעירים, הקרויה אדים-נוזל-מוצק, ועושה שימוש בטיפות זעירות של תמיסת זהב לשיקוע חומרי המוצא. היא מגדלת ננו-גבישים של חומרים מוליכים למחצה, כגון גאליום ארסני, שהאטומים המרכיבים אותו מסודרים בו היטב. הגבישים היחידים הגדלים בטכניקה זו יוצרים ננו-חוטים (“זיפים”).

בתמונות (שצולמו באמצעות מיקרוסקופ
אלקטרונים סורק וחודר):
1. שני ננו-חוטים (“זיפים”) סמוכים, שהם
גבישים יחידים של גאליום-ארסני.
2. חתכים של שני “זיפים”.
3. מראה כללי של דגם עם זיפים רבים.
4. “זיף” בודד שקוטרו כמה עשרות ננו-מטרים
ואורכו מספר מיקרונים.
5. “זיף” המראה שכבות אטומיות שגדלו
בסדר מושלם (הכדור הקונטרסטי הוא
טיפת זהב שהתמצקה)

עבודה זו נעשתה על-ידי ד”ר הדס שטריקמן, בשיתוף עם פרופ' מוטי הייבלום, וד”ר רונית פופוביץ'-בירו מהיחידה למיקרוסקופיית אלקטרונים