محققان شرکت “سامسونگ” و “موسسه ملی علوم و فناوری اولسان” در مطالعه اخیرشان با همکاری محققان پروژه تحقیقاتی “Graphene Flagship”، نوار “نیترید بور” فوق نازکی را برای نسل جدید دستگاههای الکترونیکی تولید کرده‌اند.
ساینسیو – به نقل از ایسنا، در روند در حال انجام کوچک سازی دستگاههای منطقی و حافظه‌ای در مدارهای الکترونیکی، کاهش ابعاد اتصالات(سیم‌های فلزی که اجزای مختلف را روی تراشه بهم متصل می‌کنند) برای تضمین پاسخگویی سریع دستگاه و بهبود عملکرد آن بسیار مهم هستند.
محققان بسیاری مدت‌هاست در حال تلاش برای تولید مواد با خاصیت عایق بندی عالی برای جدا کردن اتصالات از یکدیگر هستند. مواد مناسب باید به عنوان یک سد نفوذی در برابر انتقال فلزات به مواد نیمه رسانا عمل کنند و از نظر حرارت، شیمیایی و مکانیکی نیز پایدار باشند.
هرگاه موادی با مشخصات مطلوب توسعه داده می‌شدند، به دلیل خواص مکانیکی ضعیف، یا عدم ثبات شیمیایی کافی در هنگام ادغام، به طور سیستماتیک موفق به اتصال در اتصالات نمی‌شدند و در نتیجه خراب می‌شدند.
طی این مطالعه محققان اسپانیا و دانشگاه “کمبریج”، انگلیس، برای تهیه و مطالعه نوارهای فوق نازک “نیترید بور آمورف” با مشخصات دی الکتریک بسیار کم، ولتاژ شکست بالا و خصوصیات برتر سد فلزی با “موسسه ملی علم و فناوری اولسان”(UNIST) و “موسسه فناوری پیشرفته سامسونگ” کره جنوبی همکاری کردند. از این ماده تازه ساخته شده به عنوان یک عایق اتصال متقابل در نسل بعدی مدارهای الکترونیکی استفاده خواهد شد.
محققان پس از انجام آزمایشات از سنتز در مقیاس وسیعی از نوارنازک نیترید بور آمورف(a-BN) خبر دادند. به عبارت دیگر نوارنازک نیترید بور آمورف یک گزینه عالی و کاربردی برای استفاده در الکترونیک است و کارایی بالایی دارد. به گفته محققان، نتایج مطالعه آنها نشان می‌دهد که نیترید بور آمورف دارای ویژگی‌های بسیار خوب دی الکتریک کم برای الکترونیک است و کارایی آن نیز بالا است. دی‌الکتریک، یک عایق الکتریکی است که می‌تواند با اعمال میدان الکتریکی، قطبیده شود. دی‌الکتریک ایده‌آل بار آزاد ندارد. هنگامی‌که یک دی‌الکتریک در میدان الکتریکی خارجی قرار می‌گیرد، بارهای آزاد القائی که در هادی‌ها به سوی سطح حرکت کرده و چگالی بار و میدان الکتریکی داخلی را صفر می‌کردند، دیگر وجود ندارند.
طبق گفته محققان این مقاله، محققان لایه‌های نوار نیترید بور آمورف به قطر ۳ نانو میلی متر(نانومتر) را با استفاده از یک بستر سیلیکون و رسوب بخار پلاسما-شیمیایی به روش القایی سنتز کردند. ماده به دست آمده ثابت دی الکتریک فوق العاده کم و بسیار نزدیک به یک را نشان داد. علاوه بر این، آزمایش سد/مانع نفوذ برای این ماده جدید که در شرایط بسیار سختی انجام شده است همچنین نشان داد که این ماده می‌تواند از انتقال اتم فلز درون اتصالات به داخل عایق جلوگیری کند.
یافته‌های این مطالعه در مجله “Nature” منتشر شده است.