ReadyPlanet.com


เห็นว่าเป็นซิลิกอนเหมือนกันแต่ใช้คนละเรื่องกันไม่เกี่ยวกับปุย ยา
avatar
ซิลิกอน


ชิปคาร์บอนกำลังจะมาแทนที่ซิลิกอน?

ทุกวันนี้วัตถุดิบสำคัญในกระบวนการผลิตชิปคือซิลิกอนนับแต่มนุษยชาติมีทรานซิสเตอร์ใช้แทนหลอดสุญญากาศ ความจริงข้อนี้ก็ไม่เคยเปลียนไปจนวันนี้นักวิทยาศาสตร์จาก IBM ก็ประสบความสำเร็จในการสร้างทรานซิสเตอร์จาก Graphene ซึ่งเป็นรูปแบบการเรียงตัวของอะตอมคาร์บอนเป็นแผ่นชั้นเดียว

ทรานซิสเตอร์จาก Graphene ไม่ใช่เรื่องใหม่ ก่อนหน้านี้ทีมงานเดียวกันเคยสร้างทรานซิสเตอร์แบบนี้ได้ด้วยการแยกชั้น Graphene ออกมาจากถ่านกราไฟต์ได้สำเร็จมาแล้วทำให้ได้ทรานซิสเตอร์ที่ทำงานได้ด้วยความถี่ 26Ghz แต่เทคนิคใหม่เป็นการสร้าง Graphene ขึ้นบนแผ่น silicon-carbide โดยการให้ความร้อนแผ่นวัตถุดิบจนซิลิกอนละเหยไป เหลือไว้เพียงแผ่นคาร์บอนบางๆ เป็นวัตถุดิบในการสร้างทรานซิสเตอร์ที่ทำงานได้ถึง 100Ghz

การใช้งานจริงยังคงห่างออกไปอีกหลายปี และการใช้งานในช่วงแรกคงเป็นงานทางการทหารและงานเฉพาะอย่างเท่านั้น หลังจากนั้นจึงกลายมาเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้เราใช้งานกันจริงๆ

 

ซิลิกอนขนาดนาโน
ดร.สุพิณ ต่างวิวัฒน์
 

                นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมินเนสโซต้าแสดงวิธีการวัดความแข็งของซิลิกอนกลมขนาดนาโนที่อยู่เดี่ยวๆ ครั้งแรก และแสดงให้เห็นว่าซิลิกอนกลมขนาดนาโนมีความแข็งอยู่ระหว่างแซปไฟร์ (sapphire) และเพชรซึ่งเป็นวัสดุที่แข็งที่สุด โดยความแข็งมากกว่าซิลิกอนปกติถึง 4 เท่า ซึ่งซิลิกอนปกติส่วนใหญ่เป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ชิป แก้ว และทราย ก้อนกลมระดับนาโนแสดงให้เห็นว่าวัสดุอื่นในระดับนาโน รวมทั้งแซปไฟร์ อาจเป็นการปรับปรุงสมบัติทางกลได้เป็นอย่างมาก ศาสตราจารย์วิลเลี่ยม เกอร์เบอร์ริช ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ทางวิศวเคมีและวัสดุศาสตร์ กล่าวว่าผลการทดลองนี้ทำให้เราตื่นเต้นด้วยสาเหตุ 2 ประการคือ เราสามารถเห็นสมบัติใหม่ของมัน และจากจุดนั้นเราเริ่มออกแบบวัสดุแข็งแรงพิเศษ (Superhard materials) นอกจากนี้เรายังประสบความสำเร็จในการนำการทดลองไปสู่อนุภาคระดับนาโน และใช้คอมพิวเตอร์ในการจำลองระหว่างอะตอมต่ออะตอม โดยทดลองกับอนุภาคที่มีขนาดใกล้เคียงกัน วัสดุกลมขนาดนาโนนั้นอาจทำให้พบการใช้งานในองค์ประกอบของ micro-electromechanical system (MEMS) เพื่อผลิตเกียร์ขนาดเล็ก โดยรูปร่างสามารถกัดจากแผ่นซิลิกอน และเติมด้วยวัสดุอื่น เช่น ซิลิกอนคาร์ไบด์หรือซิลิกอนไนไตรด์ขนาดนาโน รอบๆ ซิลิกอน

                เพื่อการวัดสมบัติดังกล่าว ทีมวิจัยวางแผนการผลิตอนุภาคซิลิกอนขนาดนาโนที่ปราศจากจุดบกพร่อง ซึ่งก้อนกลมขนาดนาโนของซิลิกอนได้จากการควบแน่นไอของซิลิกอนเตทตราคลอไรด์ลงบนผิวแซปไฟร์ ความแข็งวัดโดยการบีบแต่ละอนุภาคระหว่างหัววัดที่ปลายทำด้วยเพชรกับผิวของแซปไฟร์ ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็กเท่าไร ความแข็งยิ่งมากขึ้ ก้อนกลมของอนุภาคที่ทดสอบมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางตั้งแต่ 100 นาโนเมตร ถึง 40 นาโนเมตร ความแข็งวัดได้ตั้งแต่ 20 จิกะปาสคาล (gigapascal) ถึง 50 จิกะปาสคาล สำหรับก้อนกลมระดับนาโนที่เล็กที่สุด ในขณะที่สแตนเลสสตีลมีค่าความแข็งเท่ากับ 1 จิกะปาสคาล แซปไฟร์ ความแข็งเท่ากับ 40 จิกะปาสคาล เพชรมีความแข็งประมาณ 90 จิกะปาสคาล และซิลิกอนปกติความแข็งเฉลี่ยประมาณ 12 จิกะปาสคาล
                ก้อนกลมของซิลิกอนที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 40 นาโนเมตรประกอบด้วยอะตอมประมาณ 40 อะตอม การตรวจสอบของนักวิจัยทดลองกับซิลิกอนที่ประกอบด้วย 5 ถึง 600 ล้านอะตอม และเนื่องจากการนำคอมพิวเตอร์มาช่วยทำให้สามารถจำลองจำนวนอะตอมได้
 

 

 



ผู้ตั้งกระทู้ ซิลิกอน :: วันที่ลงประกาศ 2011-07-07 13:21:26 IP : 58.9.97.227


แสดงความคิดเห็น
ความคิดเห็น *
ผู้แสดงความคิดเห็น  *
อีเมล 
ไม่ต้องการให้แสดงอีเมล


Copyright © 2010 All Rights Reserved.