موسكو، 17 أكتوبر. طور باحثون من المملكة العربية السعودية طريقة تتيح إنتاج دوائر دقيقة هجينة متعددة الطبقات تجمع بين عناصر الدوائر المتكاملة الكلاسيكية والكتل غير التقليدية. سيساعد ذلك في دمج أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار في الرقائق وإنتاج إلكترونيات مرنة متعددة الطبقات، حسبما أفادت الخدمة الصحفية لجامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية (KAUST).
يقول لي شياوهان، الأستاذ المشارك في جامعة الملك عبد الله للعلوم والتقنية: “لقد تطورت صناعة المعالجات الدقيقة في السابق نحو تقليص حجم الترانزستورات وزيادة كثافتها، لكننا نقترب من الحد الذي حددته قوانين ميكانيكا الكم، كما أن تكاليف التطوير ترتفع بسرعة. نحن بحاجة إلى البحث عن طرق أخرى لتوسيع نطاق الرقائق، والانتقال إلى “أكوام” الترانزستورات متعددة الطبقات هو نهج واعد لحل المشكلة”. نقلت الخدمة الصحفية للجامعة كلماتهم.
على وجه الخصوص، طور الباحثون تقنية لتصنيع دوائر متكاملة هجينة متعددة الطبقات تجمع بين ترانزستورات السيليكون الكلاسيكية وطبقات أشباه الموصلات العضوية بالإضافة إلى مواد فريدة أخرى ذات خصائص مثيرة للاهتمام لإنتاج أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار وإنشاء إلكترونيات مرنة وقابلة للارتداء.
في السابق، كان بإمكان العلماء إنشاء هياكل من طبقتين فقط من مواد مختلفة، مما تسبب في صعوبات في ربط طبقات أشباه الموصلات، فضلاً عن تلف الطبقات الأساسية بسبب ارتفاع درجة حرارتها أثناء ترسيب الطبقة الثالثة والطبقات اللاحقة. وقد قام العلماء العرب بحل كل هذه المشاكل عن طريق خفض درجة حرارة الشريحة المصنعة إلى ما لا يزيد عن 150 درجة مئوية، وزيادة نعومة سطح كل طبقة شبه موصلة متصلة بها.
وباستخدام هذه الطريقة، تمكن العلماء من إنتاج أكثر من مائة شريحة هجينة تحتوي على 41 طبقة من مواد مختلفة، مدمجة في ست طبقات من الترانزستورات، مكدسة فوق بعضها البعض. باستخدام هذه الترانزستورات، أنشأ العلماء نماذج أولية لنوعين شائعين من خلايا الذاكرة غير المتطايرة المستخدمة في إنتاج محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة، بالإضافة إلى الكتل الرئيسية لتنفيذ العمليات المنطقية.
وكما لاحظ العلماء، فإن هذه الكتل المنطقية وخلايا الذاكرة تعمل بشكل جيد في درجة حرارة الغرفة، وفي الوقت نفسه تستهلك كمية صغيرة من الطاقة. في المستقبل، سيسمح هذا باستخدامها لإنشاء أجهزة إلكترونية مدمجة وفعالة من حيث التكلفة لـ “عالم الأشياء”، بالإضافة إلى حل المشكلات الأخرى عندما يكون من الضروري استخدام العديد من مواد أشباه الموصلات المختلفة.