با تلاش محقق ايراني روشي جديد براي توليد مواد فروالکتريک روي پلاستيک ارائه شد، ایسنا

استاد ايراني موسسه فناوري جورجيا و همكارانش با استفاده از روش نانوليتوگرافي ترموشيميايي(TCNL) روشي براي توليد ساختارهاي فروالکتريک نانومقياس ارائه کردند.

به گزارش ايسنا، در اين روش براي توليد الگوهاي فروالکتريک از بسترهاي پلاستيکي انعطاف‌پذير استفاده مي‌شود؛ موادي که تحمل گرماي مورد نياز در فرآيندهاي توليد را ندارند.

در اين روش از نوک گرم شده ميکروسکوپ نيروي اتمي براي توليد الگو استفاده مي‌شود. با اين روش مي‌توان ساختارهاي فروالکتريک پيچيده ارزان‌ قيمت براي جذب انرژي، حسگرها و عملگرها، سيستم‌هاي نانوالکترومکانيکي و سيستم‌هاي ميکروالکترومکانيکي توليد کرد.

نازنين بصيري غرب، محقق ايراني و از اساتيد موسسه فناوري جورجيا مي‌گويد: ما توانستيم مواد پيزوالکتريک را در شکل‌هاي دلخواه‌ بسازيم. ما اين مواد را روي بستر‌هاي انعطاف‌پذير براي جذب انرژي ايجاد کرديم. اين اولين باري است که ساختارهاي اين چنيني به‌صورت مستقيم با استفاده از فرآيندي منطبق با CMOS با چنين قدرت تفکيکي ايجاد مي‌شوند. ما نه تنها مواد فروالکتريک را به‌طور مستقيم روي بستري با دماي پايين ايجاد کرديم، بلکه الگوهايي در مقياس بسيار کوچک با اين مواد به‌وجود آورديم.

در اين پروژه، محققان رشته‌هايي به قطر 30 نانومتر و کره‌هايي به قطر 10 نانومتر با استفاده از اين روش ايجاد کردند. اين کره‌ها که قابليت به‌کارگيري در حافظه‌هاي فروالکتريک را دارند با دانسيته‌اي بالغ بر 200 گيگابايت در اينچ توليد شدند که در نوع خود يک رکورد به حساب مي‌آيد.

مواد فروالکتريک جذابيت زيادي دارند، زيرا پاسخ‌هاي پيزوالکتريک توليد شده با بار در آن‌ها چندين برابر بيشتر از مواد ديگر نظير نيتريد آلومينيوم يا اکسيد روي است.

از آن‌جايي که پلاريزاسيون اين مواد به سرعت و آساني تغيير مي‌کند، پتانسيل بالايي در به‌کارگيري به‌عنوان عناصر حافظه دسترس تصادفي دارند؛ البته توليد اين مواد دشوار است، زيرا دمايي بيش از 600 درجه سانتيگراد براي متبلور شدن آنها لازم است. اچ شيميايي مي‌تواند اندازه دانه‌هايي در ابعاد نانومقياس ايجاد کند، اما اچ فيزيکي موجب آسيب‌هايي مي‌شود که روي خواص اين مواد، تاثير منفي مي‌گذارد.

در روش‌هاي فعلي بايد ساختارهاي فروالکتريک را روي بستر تک بلور، در دماي بالا رشد داد و سپس آن را بر روي بستري انعطاف‌پذير منتقل کرد. اما با اين روش جديد، مستقيما اين ساختارها روي بستر انعطاف‌پذير ايجاد مي‌شود. با استفاده از روش نانوليتوگرافي ترموشيميايي(TCNL) نوک ميکروسکوپ AFM روي بستر حرکت مي‌کند که اين حرکت تحت کنترل کامپيوتر است؛ نوک AFM الگوهايي از مواد بلوري روي بستر ايجاد مي‌کند.

نتايج اين تحقيق که توسط بنياد ملي علم و دپارتمان انرژي آمريکا حمايت شده در نشريه «Advanced Materials» به چاپ رسيده است.

در اين پروژه محققاني از دانشگاه ايلينويز و دانشگاه نبرسکا لينکون شرکت داشتند.