19 دسامبر 2024 -توسط دانشگاه هنگ کنگ-لایه برداری غشاهای الماسی در مقیاس ویفر. اعتبار: (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-08218-x
یک تیم تحقیقاتی روشی را برای تولید انبوه غشاهای الماس بسیار نازک و فوق انعطاف پذیر توسعه داده اند.
نتایج در Nature منتشر شده است. این محققان توسط پروفسور ژیقین چو، دانشیار دپارتمان مهندسی برق و الکترونیک، و پروفسور یوان لین، استاد گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی دانشگاه هنگ کنگ (HKU) هدایت شدند.
این غشاهای الماس فوق نازک و فوق انعطاف پذیر با فن آوری های تولید نیمه هادی های موجود سازگار هستند و در نتیجه می توان آنها را در انواع دستگاه های الکترونیکی، فوتونیکی، مکانیکی، صوتی و کوانتومی ساخت.
روش ابداعی لایه برداری با لبه در معرض کشف شده توسط تیم، تولید سریع غشاهای الماسی مقیاس پذیر و آزاد را تسهیل می کند. این رویکرد نسبت به روش‌های سنتی که معمولاً زمان‌بر، پرهزینه و محدود هستند، برتری دارد. قابل توجه است که فرآیند جدید می تواند ویفر دو اینچی را در عرض 10 ثانیه تولید کند که کارایی و مقیاس پذیری بی نظیری را ارائه می دهد.
این سطوح الماسی فوق‌العاده مسطح، ضروری برای ساخت با دقت بالا، همراه با انعطاف‌پذیری غشاها، فرصت‌های جدیدی را برای نسل بعدی دستگاه‌های الکترونیکی و فوتونیک انعطاف‌پذیر و پوشیدنی می‌گشایند. تیم تحقیقاتی کاربردهای صنعتی قابل توجهی در الکترونیک، فوتونیک، مکانیک، ترمیک، آکوستیک و فناوری‌های کوانتومی را پیش‌بینی می‌کند. پروفسور چو گفت:
“ما امیدواریم استفاده از غشای الماس با کیفیت بالا را در زمینه های مختلف ترویج دهیم و این فناوری پیشرفته را تجاری سازی کنیم و غشاهای الماس برتر را ارائه دهیم و استاندارد جدیدی را در صنعت نیمه هادی ایجاد کنیم. ما مشتاق همکاریبا شرکای دانشگاهی و صنعتی برای ارائه این محصول انقلابی به بازار و تسریع رسیدن به عصر الماس هستیم.
الماس ها که در سطح جهانی به عنوان سنگ های قیمتی با ارزش شهرت دارند، دارای تطبیق پذیری استثنایی در کاربردهای مختلف علمی و مهندسی هستند. آنها سخت‌ترین مواد طبیعی هستند که دارای رسانایی حرارتی بی‌نظیر در دمای اتاق، تحرک حامل بسیار بالا، قدرت شکست دی‌الکتریک، شکاف باند فوق‌العاده، و شفافیت نوری از طیف مادون قرمز تا طیف فرابنفش عمیق هستند.این ویژگی‌های قابل توجه الماس‌ها را برای ساخت دستگاه‌های الکترونیکی پیشرفته با توان بالا، فرکانس بالا، دستگاه‌های فوتونیک و پخش‌کننده‌های حرارتی برای خنک کردن اجزای الکترونیکی با چگالی توان بالا، مانند قطعاتی که در پردازنده‌ها، لیزرهای نیمه‌رسانا و وسایل نقلیه الکتریکی قرار دارند، ایده‌آل می‌کند.
با این حال، ماهیت بی اثر و ساختار کریستالی سفت و سخت الماس، چالش های مهمی را در ساخت و تولید انبوه، به ویژه برای غشاهای الماس فوق نازک و مستقل ایجاد می کند و در نتیجه استفاده گسترده آنها را محدود می کند.
