Para ilmuwan di Johns Hopkins telah menemukan cara baru untuk membangun microchip yang begitu kecil sehingga hampir tidak terlihat.
Dengan menggabungkan logam dan kimia yang peka terhadap cahaya, mereka telah memelopori metode yang dapat membuat keripik lebih cepat, lebih murah, dan jauh lebih kuat. Lompatan dalam desain microchip ini dapat membentuk kembali semuanya, mulai dari smartphone hingga pesawat terbang, membuka jalan menuju era teknologi berikutnya.
Terobosan dalam Inovasi Microchip
Para peneliti di Johns Hopkins telah mengidentifikasi bahan -bahan baru dan mengembangkan teknik baru yang dapat mempercepat perlombaan untuk menghasilkan microchip yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih terjangkau. Keripik ini memberi kekuatan hampir setiap sudut kehidupan modern, dari smartphone dan peralatan rumah tangga hingga mobil dan pesawat.
Para ilmuwan menunjukkan cara membangun sirkuit yang sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat dengan mata manusia, menggunakan metode yang dirancang untuk menjadi sangat akurat dan hemat biaya untuk produksi skala besar.
Hasil penelitian ini diterbitkan baru -baru ini Rekayasa Kimia Alam.
Mengatasi hambatan manufaktur
“Perusahaan memiliki peta jalan mereka di mana mereka ingin berada dalam 10 hingga 20 tahun ke luar,” kata Michael Tsapatis, seorang profesor rekayasa kimia dan biomolekul Bloomberg di Universitas Johns Hopkins. “Satu rintangan telah menemukan proses untuk membuat fitur yang lebih kecil di jalur produksi di mana Anda menyinari material dengan cepat dan dengan presisi mutlak untuk membuat prosesnya menjadi ekonomis.”
Menurut Tsapatis, laser canggih yang diperlukan untuk etsa pola pada skala yang sangat kecil ini sudah tersedia. Bagian yang hilang telah menjadi bahan dan metode yang tepat yang dapat mengimbangi permintaan microchip yang lebih kecil.
Bagaimana microchip dibuat
Microchip adalah potongan silikon datar dengan sirkuit tercetak yang mengeksekusi fungsi dasar. Selama produksi, produsen melapisi wafer silikon dengan bahan sensitif radiasi untuk membuat lapisan yang sangat halus yang disebut “resist.” Ketika sinar radiasi diarahkan pada resiste, itu memicu reaksi kimia yang membakar detail ke wafer, menggambar pola dan sirkuit.
Namun, balok radiasi bertenaga lebih tinggi yang diperlukan untuk mengukir detail yang semakin kecil tentang chip tidak berinteraksi cukup kuat dengan penahanan tradisional.
Mendorong batas arus melewati
Sebelumnya, para peneliti dari laboratorium Tsapatis dan Kelompok Penelitian Fairbrother di Johns Hopkins menemukan bahwa penahanan yang terbuat dari kelas baru dari logam-organik dapat mengakomodasi proses radiasi bertenaga lebih tinggi, yang disebut “di luar radiasi ultraviolet ekstrem” (B-EUV), yang berpotensi membuat rincian lebih kecil dari ukuran standar saat ini dari 10 nanomet. Logam seperti seng menyerap cahaya B-EUV dan menghasilkan elektron yang menyebabkan transformasi kimia yang diperlukan untuk menanamkan pola sirkuit pada bahan organik yang disebut imidazole.
Penelitian ini menandai salah satu ilmuwan pertama kali mampu menyimpan logam-organik berbasis imidazol ini dari solusi pada skala silikon-wafer, mengendalikan ketebalannya dengan presisi nanometer. Untuk mengembangkan chemistry yang diperlukan untuk melapisi wafer silikon dengan bahan logam-organik, tim menggabungkan eksperimen dan model dari Universitas Johns Hopkins, Universitas Sains dan Teknologi Cina Timur, école Polytechnique Fédérale de Lausanne, Laboratorium Nasional Brookhaven dan Lawrence National Laboratory. Metodologi baru, yang mereka sebut Chemical Liquid Deposition (CLD), dapat direkayasa secara tepat dan memungkinkan para peneliti dengan cepat mengeksplorasi berbagai kombinasi logam dan imidazol.
“Dengan bermain dengan dua komponen (logam dan imidazol), Anda dapat mengubah efisiensi menyerap cahaya dan kimia reaksi berikut. Dan itu membuka kita untuk menciptakan pasangan logam-organik baru,” kata Tsapatis. “Yang menarik adalah setidaknya ada 10 logam berbeda yang dapat digunakan untuk chemistry ini, dan ratusan organik.”
Melihat ke depan untuk manufaktur generasi berikutnya
Para peneliti telah mulai bereksperimen dengan kombinasi yang berbeda untuk membuat pasangan khusus untuk radiasi B-EUV, yang mereka katakan kemungkinan akan digunakan dalam pembuatan dalam 10 tahun ke depan.
“Karena panjang gelombang yang berbeda memiliki interaksi yang berbeda dengan elemen yang berbeda, logam yang merupakan pecundang dalam satu panjang gelombang dapat menjadi pemenang dengan yang lain,” kata Tsapatis. “Seng tidak terlalu bagus untuk radiasi ultraviolet ekstrem, tapi itu salah satu yang terbaik untuk B-EUV.”
Referensi: “Deposisi Spin-On Film Kerangka Imidazolat Zeolitik Amorfus untuk Aplikasi Litografi” oleh Yurun Miao, Shunyi Zheng, Kayley E. Waltz, Mueed Ahmad, Xinpei Zhou, Yegui Zhou, Heting Wang, J. Anibal Boscoboon, Yegui Zhou, Heting Wang, J. Anibal Boscoboon, Heting Boscobo Boscobo, Heting Wang, J. Anibal Boscobo, J. Anibal Boscobo, Heting Boscobal Boscobo, Kostko, Liwei Zhuang dan Michael Tsapatis, 11 September 2025, Rekayasa Kimia Alam.
Doi: 10.1038/s44286-025-00273-z
Penulis termasuk Yurun Miao, Kayley Waltz, dan Xinpei Zhou dari Universitas Johns Hopkins; Liwei Zhuang, Shunyi Zheng, Yegui Zhou, dan Heting Wang dari Universitas Sains dan Teknologi Cina Timur; Mueed Ahmad dan J. Anibal Boscoboinik dari Brookhaven National Laboratory; Qi liu dari Universitas Soochow; Kumar Varoon Agrawal dari École Polytechnique Fédérale de Lausanne; dan Oleg Kostko dari Lawrence Berkeley National Laboratory.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
