تینا مزدکی: سیلیکون، سنگ بنای الکترونیک مدرن، فتوولتائیک و فوتونیک، به دلیل چالش‌های ناشی از تکنیک‌های لیتوگرافی کنونی به نانوساختارهای سطحی محدود شده است. روش‌های موجود نیز بدون تغییر به سطح ویفر سیلیکونی نفوذ نمی‌کنند یا به وضوح میکرون لیتوگرافی لیزری در سیلیکون (Si) محدود می‌شوند. اکنون، همانطور که ریچارد فاینمن گفت: «فضای زیادی در بیرون وجود دارد»، فناوری نوآورانه توسعه‌یافته توسط تیم دانشگاه بیلکنت از محدودیت‌های فعلی فراتر رفته و دسترسی بی‌سابقه‌ای به نانوساختارهای مدفون در اعماق تراشه‌های سیلیکونی را امکان‌پذیر کرده است.
این تیم با چالش دوگانه اثرات نوری پیچیده درون تراشه و محدودیت‌های پراش ذاتی نور لیزر مواجه شد. آنها راه حل جدیدی را با استفاده از نوع خاصی از پالس لیزر پیشنهاد کردند که از طریق رویکردی به نام مدولاسیون نور فضایی تولید می شود. به این ترتیب، ماهیت غیر پراش پرتو بر اثرات پراکندگی نور غلبه می‌کند که قبلاً از رسوب دقیق انرژی جلوگیری می‌کرد و سوراخ‌های بسیار کوچک و موضعی درون تراشه ایجاد می‌کرد.
این فرآیند با ظهور اثر بذر ادامه می‌یابد تا زمانی که نانوحفره‌های زیر سطح، میدان بسیار قوی را در اطراف خود ایجاد کنند. این روش یک پیشرفت قابل توجه در نظر گرفته می شود، زیرا به وضوح تا 100 نانومتر دست یافت.
پروفسور توکل می گوید: «رویکرد ما مبتنی بر محلی سازی انرژی پالس لیزر در یک ماده نیمه هادی با حجم بسیار کم است، به طوری که می توان از اثرات تقویت میدان اضطراری مشابه پلاسمون ها استفاده کرد. این منجر به کنترل مستقیم چند بعدی طول موج می شود. بنابراین اکنون می‌توانیم نانوعناصر نوری مدفون در سیلیکون درست مانند نانوشبکه‌هایی با راندمان پراش بالا و حتی کنترل طیفی بسازیم.
محققان از پالس های لیزری مدوله شده فضایی استفاده کردند که از نظر فنی با عملکرد بسل سازگار است. ماهیت غیر انکساری این پرتو لیزر ویژه که با استفاده از تکنیک‌های پیش‌بینی هولوگرافیک پیشرفته ایجاد شده است، امکان محلی‌سازی دقیق انرژی را فراهم می‌کند. این به نوبه خود منجر به دماها و فشارهای بالا می شود که برای اصلاح مواد در حجم کم کافی است.
به بیان ساده، ایجاد نانوساختارهای اولیه به ساخت نانوساختارهای بعدی کمک می کند. استفاده از پلاریزاسیون لیزری کنترل بیشتری بر هم ترازی و تقارن نانوساختارها فراهم می کند و امکان ایجاد نانوآرایه های متنوع با دقت بالا را فراهم می کند.
دکتر اصغری ثابت، نویسنده اول این مطالعه گفت: «با استفاده از مکانیسم بازخورد ناهمسانگرد موجود در سیستم برهمکنش لیزر-مواد، به نانوسنگی با پلاریزاسیون کنترل شده در سیلیکون دست یافتیم. این قابلیت به ما اجازه می دهد تا هم ترازی و تقارن نانوساختارها را در مقیاس نانو هدایت کنیم.
توکل گفت: «ما بر این باوریم که آزادی طراحی در حال ظهور در مهم‌ترین مواد فن‌آوری، کاربردهای هیجان‌انگیزی در الکترونیک و فوتونیک خواهد داشت. ویژگی‌های فراتر از حد پراش و کنترل چند بعدی به پیشرفت‌های آینده، مانند تحقق فراسطح‌ها، فرامواد، کریستال‌های فوتونی، کاربردهای متعدد برای پردازش اطلاعات و حتی سیستم‌های اپتوالکترونیکی سه بعدی یکپارچه اشاره دارد. بنابراین، یافته های ما الگوی جدیدی برای تولید سیلیکون ارائه می دهد.
منبع: Phys
54323
khabaronline به نقل از رابو
