Merakit sendiri chip komputer

Merakit sendiri chip komputer

www.dudehisattva.com – Molekul yang mengatur diri mereka sendiri ke dalam pola yang dapat diprediksi pada chip silikon dapat menyebabkan mikroprosesor dengan elemen rangkaian yang jauh lebih kecil.

Fitur pada chip komputer menjadi sangat kecil sehingga proses yang digunakan untuk membuatnya, yang hampir tidak berubah dalam 50 tahun terakhir, tidak akan berfungsi lagi. Salah satu alternatif yang telah dieksplorasi oleh para peneliti akademis adalah membuat sirkuit kecil menggunakan molekul yang secara otomatis mengatur diri mereka ke dalam pola yang bermanfaat. Dalam sebuah makalah yang muncul Senin di Nature Nanotechnology, para peneliti MIT telah mengambil langkah penting untuk membuat pendekatan itu praktis.

Saat ini, chip dibangun, lapis demi lapis, melalui proses yang disebut photolithography. Lapisan silikon, logam, atau bahan lain disimpan pada chip dan dilapisi dengan bahan peka cahaya, yang disebut photoresist. Cahaya bersinar melalui semacam stensil – “topeng” – memproyeksikan pola rinci ke photoresist, yang mengeras di tempat yang terkena. Fotoresis yang tidak dikeraskan dihanyutkan, dan bahan-bahan kimia mengikis bahan telanjang di bawahnya.

Masalahnya adalah bahwa fitur chip sekarang jauh lebih kecil dari panjang gelombang cahaya yang digunakan untuk membuatnya. Produsen telah mengembangkan berbagai trik untuk membuat cahaya menghasilkan pola yang lebih kecil dari panjang gelombangnya sendiri, tetapi mereka tidak akan bekerja pada skala yang lebih kecil.

Cara yang jelas untuk terus menyusut fitur chip adalah dengan menggunakan berkas elektron untuk mentransfer pola topeng ke lapisan photoresist. Tapi tidak seperti cahaya, yang dapat bersinar melalui topeng dan mengekspos seluruh chip sekaligus, sebuah berkas elektron harus bergerak bolak-balik melintasi permukaan chip dalam garis paralel, seperti pemanen yang bekerja di sepanjang barisan gandum. “Ini seperti perbedaan antara menulis dengan tangan dan mencetak halaman sekaligus,” kata Karl Berggren, Profesor Teknik Elektro Emanuel E. Landsman, yang bersama dengan Caroline Ross, Profesor Toyota untuk Ilmu dan Teknik Material, memimpin pekerjaan Baru. Pemindaian litografi berkas elektron yang lambat dan tepat membuatnya jauh lebih mahal daripada litografi optik konvensional.

Posting Hitchin

Pendekatan MIT – yang dikembangkan Berggren dan Ross bersama dengan Yeon Sik Jung dan Joel Yang, yang merupakan mahasiswa pascasarjana saat itu – adalah menggunakan litografi berkas elektron secara hemat, untuk membuat pola tulisan kecil pada chip silikon. Mereka kemudian menyimpan polimer yang dirancang khusus – molekul di mana unit molekul yang lebih kecil dan berulang dihubungkan ke rantai panjang – pada chip. Polimer secara spontan membuka pos dan mengatur diri menjadi pola yang bermanfaat.

Kuncinya adalah bahwa polimer adalah “kopolimer,” yang berarti mereka terbuat dari dua jenis polimer yang berbeda. Berggren membandingkan molekul kopolimer dengan karakter yang diperankan oleh Robert De Niro dan Charles Grodin dalam film Midnight Run, seorang pemburu bayaran dan seorang penjahat kerah putih yang diborgol bersama tetapi tidak dapat berdiri satu sama lain. Ross lebih suka analogi homelier: “Anda bisa menganggapnya seperti sepotong spageti yang bergabung dengan sepotong tagliatelle,” katanya. “Dua rantai ini tidak ingin bergaul. Jadi diberi pilihan, semua ujung spageti akan pergi ke sini, dan semua ujung tagliatelle akan pergi ke sana, tetapi mereka tidak bisa, karena mereka bergabung bersama. ” Dalam upaya mereka untuk memisahkan diri, berbagai jenis rantai polimer mengatur diri menjadi pola yang dapat diprediksi. Dengan memvariasikan panjang rantai, proporsi kedua polimer, dan bentuk serta lokasi tiang hitch silikon, Ross, Berggren, dan rekan mereka mampu menghasilkan berbagai pola yang berguna dalam desain rangkaian.

Salah satu dari dua polimer yang digunakan para peneliti MIT terbakar ketika terkena plasma (gas bermuatan listrik), sedangkan yang lainnya, yang mengandung silikon, berubah menjadi kaca. Lapisan kaca dapat melayani tujuan yang sama seperti yang dilakukan seorang photoresist dalam litografi biasa, melindungi material di bawahnya sementara di sekelilingnya terukir.

Ekspresi bebas

Dan Herr, direktur penelitian sains nanomanufaktur di Semiconductor Research Corporation, sebuah konsorsium penelitian industri dan akademik, mengatakan bahwa empat atau lima tahun yang lalu, organisasinya mengadakan jajak pendapat para insinyur untuk menentukan tujuh bentuk dasar yang harus dimiliki oleh molekul pengorganisasian mandiri. untuk mengasumsikan agar berguna untuk pembuatan sirkuit. Sejak itu, katanya, para peneliti telah mendapatkan molekul untuk merakit diri sendiri ke dalam tujuh bentuk. Tetapi untuk melakukannya, mereka “mengubah kimia di permukaan atau menggores parit di permukaan dan menggunakannya sebagai saluran untuk proses perakitan sendiri,” kata Herr. Karena teknik Berggren dan Ross tidak memerlukan saluran semacam itu untuk memandu molekul-molekul yang merakit sendiri, teknik ini mengurangi kebutuhan akan litografi berkas elektron. Menurut Herr, “Itu akan sangat menghemat dalam hal throughput” – yaitu, efisiensi yang dengannya chip dapat diproduksi.

Akan tetapi, diperlukan lebih banyak penelitian sebelum molekul yang dapat merakit diri dapat memberikan cara yang layak untuk membuat chip individu. Istilah yang lebih dekat, Berggren dan Ross melihat teknik yang digunakan untuk menghasilkan prangko yang dapat memberikan pola magnetik skala nano ke permukaan hard disk, atau bahkan untuk menghasilkan topeng yang digunakan dalam litografi konvensional: hari ini, topeng canggih untuk satu Chip membutuhkan litografi berkas elektron dan dapat menelan biaya jutaan dolar. Sementara itu, Ross dan Berggren sedang bekerja untuk menemukan pengaturan posting skala nano mereka yang akan menghasilkan sirkuit yang berfungsi dalam chip prototipe, dan mereka mencoba untuk memperbaiki teknik mereka untuk menghasilkan fitur chip yang lebih kecil.

Sumber : news.mit.edu

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *