اثر ولتاژ DC بر قطر و مرفولوژی نانو ساختار‌ها و نانو چیپ ها بر پایه دکترای نانو _میکرو الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : بین روش های رایج تولید نانو ساختار ها کشش، قالب، جدایش فازی، خودآرایی و الکتروریسی الکتروریسی مزایای زیادی از قبیل سهولت تولید، امکان صنعتی شدن، قابلیت کنترل ابعاد مواد اولیه نانو چیپ ها و نانو ترانزیستورها تکرار پذیری دارد.
مواد تشکیل دهنده بیشتر چیپ ها و نانو چیپ ها سیلیکون میباشد . با اعمال ولتاژ مناسب (ولتاژ آستانه) به محلول سیلیکونی، نیروی دافعه بر کشش سطحی سیلیکون غلبه کرده و جت تشکیل می شود. با تبخیر حلال از جت، تغییر فاز مایع به جامد صورت گرفته و نانو مواد اولیه چیپ ها تشکیل می شود. پارامترهای زیادی بر مشخصه نانو ساختار ها تولید شده با این روش تاثیرگذار است، مهمترین پارمترهای تاثیرگذار عبارتند از فاصله بین سوزن و جمع کننده، ولتاژ اعمالی، نرخ جریان و غلظت محلول سیلیکونی ؛ با تغییر این پارامترها می توان به ابعاد بهینه نانو چیپ ها دست یافت.
قطر نانو ساختار ها با نرخ جریان و فاصله رابطه خطی و با پتانسیل و غلظت محلول سیلیکونی در تولید نانو چیپ ها و نانو ترانزیستورها رابطه غیرخطی دارد. با افزایش فاصله و پتانسیل الکتریکی، قطر نانو ساختار ها کاهش و با افزایش نرخ جریان و پتانسیل الکتریکی، افزایش می یابد.
در تولید قالب نانو چیپ ها و نانو ترانزیستور زمانی که نیروی دافعه بر کشش سطحی غلبه می کند، میدان الکتریکی به یک مقدار بحرانی یا آستانه می رسد. در ابتدا جت در الگوی خطی حرکت کرده سپس به آرامی از الگوی خطی دور شده و شکل پیچیده ای را در طول مسیر به سمت جمع کننده تشکیل می دهد. ساختار و ساختمان تولید نانو چیپ ها و نانو ترانزیستور ها و طول جت متناسب با ولتاژ اعمالی است. ساختار نانو مخروط تیلور با تغییر قدرت میدان و متعاقبا ( دانسیته بار جت) ، از محدب به مقعر تغییر می کند.
نکته: نانو ترانزیستور یکی از مهمترین قطعات الکتریکی نانو است که وظایفی مثل تقویت کنندگی مدار، منبع تغذیه و ... را دارد. و در ساختار و ساختمان داخلی چیپ ها و نانو چیپ ها مورد استفاده قرار میگیرد .
کوچک شدن اجزا در سیستمها و مدارهای میکروالکترونیک باعث رشد چشمگیر این صنعت در سالهای اخیر شده است. سرعت رشد این صنعت به حدی است که با کوچکتر شدن اجزا، تعداد ترانزیستورهای موجود در واحد سطح هر تراشه نیمه هادی و نانو چیپ ها افزایش یافته است.
کوچک شدن ابعاد این اجزا میتواند باعث کاهش مصرف مواد اولیه و انرژی، کاهش قیمت تمام شده این قطعات و افزایش سرعت و بازدهی آنها گردد. بنابراین ساخت و توسعه ابزار الکترونیک با ابعاد کوچکتر و سرعت و بازدهی بیشتر روز به روز اهمیت بیشتری پیدا کرده است. روش لیتوگرافی یکی از روشهای متداول برای ساخت مدارهای الکترونیکی است. با کمک این روش میتوان ساختارهایی با دقت و ابعاد 01 نانومتری ساخت. پیداکردن تکنیکهایی که با کمک آنها بتوان از این روش برای تولید صنعتی این قطعات (نانو چیپ ها و میکرو چیپ ها) استفاده نمود.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )