آیندۀ تراشههای کامپیوتر
Osaka (پروژه تحقیقاتی بین دانشگاه Osaka و بنیاد علمی و تکنولوژی) برای اولین بار از اسکن تونل میکروسکوپی (STM) برای ایجاد تصاویری اتمی از سطح صاف (سطحی از بلور سه بعدی سیلیسیوم) استفاده کرده است. این کار به شرکتهای سازندۀ نیمهرسانا کمک میکند که تراشههایی کوچکتر، و کارآمدتر برای تولید قطعات کامپیوتری و گوشیهای هوشمند طراحی کنند.
کامپیوترها و گوشیهای هوشمند، هر کدام به وسیله میلیونها ریز ترانزیستور بارگزاری میشوند. با افزایش تعداد ترانزیستورهای قابل جایدهی روی قطعۀ کامپیوتری، سرعت پردازش این وسیلهها به صورت نمایی افزایش مییابد. بر اساس قانون مور (Moore) هر دو سال یکبار تعداد ترانزیستورها در هر قطعه دو برابر میشود. برای بالا نگه داشتن این سطح از سرعت نوآوری در تولید کامپیوتر که به نظر میرسد بالا نگه داشته خواهد شد، باید پیوسته توجه کرد که مدلهای جدید ترانزیستور نسبت به قبلیها کوچکتر باشد.
میکروپردازشگرهای رایج به وسیله اضافه کردن الگوهایی از مدارها به سطح ویفری سیلیسیوم ساخته میشوند. روشی جدید برای جا دادن ترانزیستورهای بیشتر در فضای یکسان، تولید ساختارهای سه بعدی است. مدل Fin-type Field Effect ترانزیستور، به این نام خوانده میشود، چرا که ساختار سیلیکونی پرمانندی دارند که از سطحشان برجسته شده است. با این حال، این مدل جدید برخلاف انواع قبلی، به کریستال سیلیکونی سرپهن با سطوح جانبی نیاز دارد. طراحی تراشههای جدید نیازمند داشتن دانش پایه از ساختار اتمی سطوح جانبی است.
ایجاد تصاویر اتمی از سطح صاف
جدیدا محققان دانشگاه Osaka و انستیتو علم و فناوری نارا(Nara) موفق شدهاند برای اولین بار اب استفاده از STM، تصاویری را از سطوح جانبی کریستالهای سیلیکونی ثبت نمایند. STM تکنیکی قدرتمند است که به ما اجازه میدهد اتمهای سیلیکون را به صورت منفرد مشاهده کنیم. از طریق ارسال یک شیئ نوک تیز از فاصلهی خیلی نزدیک به سمت نمونه، الکترونها میتوانند جهش کرده و یک جریان الکتریکی ایجاد کنند. میکروسکوپ این جریان را کنترل کرده و موقعیت اتمها را در نمونه مشخص میکند.
همکار مطالعه Azusa Hattori میگوید:
مطالعه ما یک گام بزرگ و اولیه به سوی حل مشکلات اتمی در طراحی ترانزیستور های سه بعدی است.
برای ساختن سطوح جانبی صاف و صیقلیِ حتیالامکان محققان ابتدا کریستالها به روشی که Reactive Ion Etching نامیده میشود تیمار میکنند. Hidekazu Tanaka در این باره اظهار داشت:
توانایی ما در نگاه کردن مستقیم به سطح جانبی از طریق STM، ثابت میکند که میتوانیم با سازمانبندی سطوح اتمی، ساختارهای سه بعدی ایجاد نماییم.