محققان در آمریکا برای اولین بار با یک فرایند خود‌آرایی، آرایه‌های مربعی بسیار منظمی از کوپلیمرها را ساخته‌اند که اندازه هر مربع آن ۲۰ نانومتر است. این محققان بر این باورند که از این روش می‌توان روزی در ساخت افزاره‌های الکترونیکی بی‌نهایت کوچک که می‌توانند به افزایش سرعت و بازده رایانه‌ها کمک کنند، استفاده کرد.
افزایش سرعت و بازده کامپیوتر‌ها با استفاده از یک فرایند نانو‌مقیاس
محققان در آمریکا
برای اولین بار با یک فرایند خود‌آرایی، آرایه‌های مربعی بسیار منظمی از کوپلیمرها
را ساخته‌اند که اندازه هر مربع آن ۲۰ نانومتر است. این محققان بر این باورند که
از این روش می‌توان روزی در ساخت افزاره‌های الکترونیکی بی‌نهایت کوچک که می‌توانند
به افزایش سرعت و بازده رایانه‌ها کمک کنند، استفاده کرد.
تاکنون، روش‌های خود‌آرایی کوپلیمر بلوکی فقط می‌توانستند آرایه‌هایی شش‌وجهی
تولید کنند که با فرایندهای صنعتی مدارهای مجتمع سازگار نیستند. آرایه‌های مربعی
خودآرا یکی از اهداف اصلی محققان هستند؛ زیرا همه فرایندهای ساخت و طراحی در صنعت
نیمه‌هادی مبتنی بر یک سیستم مختصات، دارای خطوط مستقیم است.
محققان هم‌اکنون برای ساخت آرایه‌های مربعی از لیتوگرافی کوپلیمر بلوکی استفاده می‌کنند.
لیتوگرافی کوپلیمر بلوکی، روشی ساده برای ساخت ترکیباتی با اندازۀ کوچک‌تر از ۲۰
نانومتر است. این اندازه نصف اندازه مدارهای امروزی است. کوپلیمرهای بلوکی دو
نوع رشته پلیمری مختلف(هر کدام یک بلوک) هستند که برای ایجاد یک رشته طولانی از
انتها به هم متصل می‌شوند. اگر‌چه انتهای این بلوک‌ها به همدیگر چسبیده‌اند؛ آنها
تمایل به دفع یکدیگر در سرتاسر طولشان دارند. این نیرو‌های رقابتی تمایل به آرایش
این کوپلیمرها در داخل الگوهای منظم با مقیاس طولی ده‌ها نانومتر دارند.
یک فیلم نازک از کوپلیمر بلوکی، روی یک بستر نیمه‌هادی، الگوی اولیه این نانو‌ساختار
را تهیه می‌کند، سپس یک عملیات شیمیایی می‌تواند برای حذف یک نوع بلوک استفاده شود
که منجر به ایجاد یک ماسک(و در معرض قرار گرفتن قسمتی از بستر) می‌شود. این ماسک می‌تواند
در ساخت افزاره‌هایی با فرایندهای لیتوگرافی استاندارد از قبیل اِچینگ و ترسیب،
استفاده شود. اندازه‌های افزاره از طریق تنظیم وزن‌های مولکولی قطعات قابل کنترل
است. روش جدید توسعه‌یافته این محققان از دانشگاه کالیفرنیا، خیلی شبیه به
لیتوگرافی‌کوپلیمر بلوکی است؛ اما شامل استفاده از یک مخلوط یا آلیاژ از دو کوپلیمر
بلوکی مختلف است که با یکدیگر برهم‌کنش پیوند هیدروژنی دارند.
کوپلیمرهای بلوکی مورد استفاده این محققان، مبتنی بر پلی‌اتیلن‌اکساید-b- پلیاستایرن(PEO-PS)
و پلیمتیل‌متاکریلات-b-پلیاستایرن(PS-PMMA) بود. این مخلوط قابلیت تجزیه نوری PMMA
را با خاصیت نظم‌دهی گستردۀ PEO ترکیب می‌کند. پیوند هیدروژنی بین واحد‌های پیریدیل
و فنولیک در این کوپلیمرها اتفاق می‌افتد. تجزیۀ PMMA با نور UV، سپس عملیات
اِچینگ، امکان ساخت ترکیبات نانو‌مقیاس با پایداری بالا را فراهم می‌کند و منجر به
تولید آرایه‌های مربعی بسیار منظمی با عرض حدود ۲۰ نانومتر، می‌شود.
این محققان می‌گویند:«این آرایه‌های مربعی با چیدمان افزاره‌های میکروالکترونیک
مطابقت دارند. در نتیجه مجتمع‌سازی این روش جدید در فرایند ساخت نیمه‌هادی‌ها خیلی
ساده‌تر خواهد شد و طرح‌ها و چیدمان‌های تراشه نیازی به اصلاح نخواهند داشت.»
نتایج این تحقیق در مجله Science منتشر شده‌است.
