2006年5月22日
一组研究人员取得了长期的科学目标:利用激光将特定的分子键。流程使用激光,而不是热,带氢原子从硅表面。这是一个关键步骤的生产电脑芯片和太阳能电池,所以成就可以降低成本和提高质量的各种半导体设备。
这项技术是由菲利普·科恩。明尼苏达大学的工作范德比尔特研究者伦纳德·c·费尔德曼,诺曼(Tolk和智恒刘张从田纳西州的橡树岭国家实验室和大学。它是描述在5月19日出版的《科学》杂志上。亚博老虎机网登录
“我们生活在硅时代”,观察Tolk,谁是在范德比尔特大学的物理学教授。“事实上,我们已经知道了如何用激光去除氢提高的可能性,我们将能够生长的硅设备在很低的温度下,接近室温。”
从多层硅微电子设备建造。为了防止硅表面氧化,半导体制造商经常暴露他们氢原子,附加到所有可用的硅债券。然而,这个过程被称为“钝化”意味着氢原子之前必须去除硅可以添加的新层。“解吸装置”氢热需要高温和大幅增加了困难的过程控制,因为这些温度芯片和创建热缺陷减少芯片产量。
“我们打算研究的一个应用程序是使用这种技术来制造场效应晶体管(fet),操作速度约40%的速度比普通晶体管,”Cohen说。根据电气和计算机工程教授,应该有可能降低制造业的加工温度场效应晶体管的100摄氏度应该大幅提高产量。
明尼苏达大学正申请专利的应用激光解吸方法硅处理。
除了广泛的潜在应用,发现具有重要的科学意义。红外激光的发明以来,化学家们一直试图用它来驱动沿非热能的化学反应途径。但是,正如耶鲁化学家约翰·c·塔利的言论在《科学》杂志附带的评注中,“分子不合作。亚博老虎机网登录“当一个分子加热,首先最弱键断裂。尝试调整激光破坏更强的债券已经屡次受挫,分子的速度把光能转换成热能。描述新发现“鲜明对比”先前的研究,塔利指出,研究人员已经成功完成了一个长期的目标。”
这项研究是在范德比尔特的w . m .凯克自由电子激光中心。设计的激光是一种特殊的激光的优点是其射线的强度是可以调节的通过一个广泛的频率几乎以相同的方式,您可以拨打不同的无线电频率。大多数激光只产生光在几个不同的频率。范德比尔特恶魔在红外部分的光谱,这是特别有价值的探索材料的结构和行为。亚博网站下载这使得研究人员使用激光调谐hydrogen-silicon债券振动的频率和极化光子的电场是指向同一个方向silicon-hydrogen债券。
除了这个基本的系统应用到硅表面只有氢,他们还测试了它的表面覆盖着氢及其同位素氘的混合物。研究人员发现,这项技术可以消除氢原子同时保留着完整的氘原子。
这种程度的选择性可以提供一种方法来控制纳米结构的生长以前所未有的精度和这个潜在的最兴奋的科恩,他指出,“通过有选择地把氢原子从纳米线的末端,我们应该能够控制和直接的经济增长,目前是一个随机过程。”
费尔德曼,史蒂文森范德比尔特的物理学教授认为,这个过程的能力代表了一个重大的进步在原子级别修改材料的表面。亚博网站下载“我们有选择性地查询和修改表面的新方法。如果你停止思考,表面是行为发生的地方。它是橡胶满足路!不仅如此,这项新技术将允许我们创建创新的新设备,它还将为我们提供宝贵的新知识至关重要的表面过程。事实上,一些最先进的纳米技术设备已经设想,如量子计算机,要求级别的控制,这类atom-specific流程成为可能。”
智恒刘是范德比尔特(和博士后研究员张凝聚态理论家田纳西州的橡树岭国家实验室和大学。