Wetenschappers van de Johns Hopkins University in de VS hebben een baanbrekende ontdekking gedaan op het gebied van microchips. Door het combineren van metalen en lichtgevoelige chemie hebben ze een nieuwe methode ontwikkeld om microchips te produceren die vrijwel onzichtbaar zijn. Deze chips zijn niet alleen kleiner, sneller en krachtiger, maar ook goedkoper om te produceren. Dit opent de deur naar een nieuwe revolutie in technologie, die van invloed kan zijn op alles van smartphones tot vliegtuigen.
De onderzoekers hebben nieuwe materialen geïdentificeerd en een innovatieve productietechniek ontwikkeld die de productie van microchips aanzienlijk kan versnellen. Deze chips zijn zo klein dat ze met het blote oog niet zichtbaar zijn en kunnen worden toegepast in een breed scala aan toepassingen, van mobiele telefoons tot auto’s en vliegtuigen. De methode die ze hebben ontwikkeld is ontworpen om zeer nauwkeurig te zijn, maar ook kosteneffectief voor massaproductie. De resultaten van hun onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Chemical Engineering.
“Bedrijven hebben hun doelen voor de komende decennia gesteld. Een van de obstakels was het vinden van een proces dat kleinere functies op een productielijn kon creëren, waarbij materialen snel en nauwkeurig werden aangebracht, zodat het economisch haalbaar was,” aldus Michalis Tsapatsis, een professor in chemische en biomoleculaire engineering bij Johns Hopkins. De krachtige lasers die nodig zijn om ontwerpen op zo’n kleine schaal te trekken bestaan al, maar de juiste materialen en methoden ontbraken.
De microchips worden geproduceerd op dunne siliciumplaten waarop het circuit wordt gedrukt. Fabrikanten bedekken de platen met een lichtgevoelig materiaal genaamd resist. Wanneer een straal straling de resist bereikt, veroorzaakt dit een chemische reactie die het ontwerp in het silicium brandt. Het probleem was dat de krachtigste stralen die nodig waren voor kleinere ontwerpen niet goed werkten met traditionele resists.
Het onderzoeksteam, onder leiding van de Griekse wetenschapper, heeft ontdekt dat resists op basis van metaal-organische verbindingen kunnen werken met een nieuw stralingsproces dat verder gaat dan extreme ultraviolette straling (B-EUV). Dit maakt het mogelijk om details te creëren die nog kleiner zijn dan de huidige limiet van 10 nanometer. Metaalelementen zoals zink absorberen B-EUV-licht en creëren elektronen, die chemische reacties veroorzaken die de ontwerpen in kaart brengen in organisch materiaal imidazol.
Voor het eerst zijn wetenschappers erin geslaagd om deze materialen op een siliciumplaat aan te brengen en de dikte nauwkeurig te regelen tot op nanometers. De nieuwe methode, chemische vloeistofafzetting genoemd, maakt het mogelijk om precieze ontwerpen te maken en zorgt voor snelle tests van combinaties van metalen en organische materialen. Onderzoekers testen momenteel verschillende combinaties om de meest efficiënte te vinden voor B-EUV-technologie, die naar verwachting de komende jaren de industriële productie zal betreden.
Deze nieuwe ontwikkeling op het gebied van microchips kan een revolutie teweegbrengen in de technologische industrie. Door het creëren van chips die kleiner, sneller en krachtiger zijn, kunnen we nieuwe mogelijkheden verkennen in verschillende sectoren. De toekomst ziet er veelbelovend uit voor deze onzichtbare, maar krachtige microchips.
