ستعمل التكنولوجيا الجديدة، الحاصلة على براءة اختراع، على تحسين إنتاج العديد من المكونات الإلكترونية والحاسوبية.
ابتكر باحثون من كلية العلوم والهندسة بجامعة مينيسوتا الأمريكية تقنية أرخص وأكثر أماناً وأبسط، تسمح بتحويل مجموعة "صلبة" من المعادن وأكاسيد المعادن، إلى رقائق رقيقة، تُستخدم في العديد من الإلكترونيات ومكونات الحاسوب وتطبيقات أخرى غيرها..
عمل الباحثون مع مكتب تسويق التكنولوجيا في جامعة مينيسوتا للحصول على براءة اختراع لهذه التكنولوجيا، وقد استحوذوا بالفعل على اهتمام قطاع الصناعة.
تتحدث الدراسة عن وجوب تحويل العديد من المعادن ومركباتها إلى رقائق، قبل استخدامها في المنتجات التكنولوجية مثل الإلكترونيات أو شاشات العرض أو خلايا الوقود أو التطبيقات التحفيزية. غير أنه من الصعب للغاية تحويل المعادن "الصلبة" - والتي تشمل عناصر مثل البلاتين، والإيريديوم، والروثينيوم، والتنغستن، إلى رقائق رقيقة، لأنها تتطلب درجات حرارة مرتفعة جداً (أكثر من 2000 درجة مئوية) حتى تتبخر.
عادةً، يصنع العلماء هذه الرقائق المعدنية باستخدام تقنيات مثل التبخر وتبخر شعاع الإلكترون. وتتمثل الأخيرة بصهر المعادن وتبخيرها عند درجات حرارة عالية، والسماح بتكوين غشاء فوق الرقاقات. لكن هذه الطريقة التقليدية باهظة الثمن، وتستهلك الكثير من الطاقة، وقد تكون أيضاً غير آمنة بسبب الجهد العالي المستخدم.
طور باحثو جامعة مينيسوتا الآن طريقة لتبخير هذه المعادن في درجات حرارة منخفضة بشكل ملحوظ، أقل من 200 درجة مئوية بدلاً من عدة آلاف، وذلك من خلال تصميم روابط عضوية – من مجموعات من ذرات الكربون والهيدروجين والأكسجين – تضاف إلى المعادن، وتمكن الباحثون من زيادة ضغط بخار المواد بشكل كبير، مما يسهل تبخرها في درجات حرارة منخفضة. لا تعتبر تقنيتهم الجديدة أبسط فحسب، بل إنها تصنع أيضاً مواد عالية الجودة، يمكن تطويرها بسهولة.
قال بهارات جالان، وهو كبير القائمين على هذه الدراسة، وخبير في تركيب المواد، وأستاذ مشارك في جامعة مينيسوتا: "لقد توصلنا بهذه التكنولوجيا إلى تقنية أبسط وأرخص تكلفة، تتيح استخدام مواد أفضل باستخدام مكونات بالغة الصغر".
تُستخدم هذه المعادن لصنع منتجات لا تعدّ ولا تحصى، تفيدنا في تطبيقات حاسوبية، وتشكل أيضاً حافزاً كبيراً لتحويل الطاقة وتخزينها، ويتم النظر إليها لاستخدامها في دراسة الدوران الداخلي للإلكترون والعزم المغناطيسي المرتبط به، بالإضافة إلى شحنته الإلكترونية الأساسية.
قال ويليام نونوهو طالب دراسات عليا في الهندسة الكيميائية وعلوم المواد بجامعة مينيسوتا: "إن خفض تكلفة وتعقيد ترسيب المعادن مع السماح أيضاً بترسيب مواد أكثر تعقيداً مثل الأكاسيد، سيلعب دوراً كبيراً في كل من الجهود الصناعية والبحثية. الآن، بعد أن أصبح ترسيب هذه المعادن مثل البلاتين أسهل، نأمل أن نرى اهتماماً.
----
ترجمة عن: المجلة الرسمية للأكاديمية الوطنية للعلوم الأمريكية