Para ilmuwan di Johns Hopkins telah menemukan cara baru untuk membangun microchip yang sangat kecil sehingga hampir tidak terlihat.
Dengan menggabungkan logam dan bahan kimia yang sensitif terhadap cahaya, mereka memiliki metode perintis yang dapat membuat keripik lebih cepat, lebih murah, dan jauh lebih kuat. Lompatan dalam desain microchip ini dapat menyalakan kembali semuanya, dari smartphone hingga pesawat terbang, membuka jalan ke 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. Chip 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 Teknik Kimia Alami.
Mengatasi hambatan manufaktur
“Perusahaan memiliki peta jalan di mana mereka ingin berada dalam 10 hingga 20 tahun,” kata Michael Tsapatis, seorang profesor teknik kimia dan biomolekul Bloomberg di Universitas Johns Hopkins. “Satu hambatan telah menemukan proses untuk menciptakan fitur yang lebih kecil di jalur produksi di mana Anda menerangi materi dengan cepat dan dengan presisi mutlak untuk membuat prosesnya menjadi ekonomis.”
Menurut Tsapatis, laser canggih yang diperlukan untuk pola etsa dalam skala yang sangat kecil sudah tersedia. Bagian yang hilang telah menjadi bahan dan metode yang tepat yang dapat mengkompensasi permintaan microchip yang lebih kecil.
Bagaimana microchip dibuat
Microchip adalah bagian silikon datar dengan sirkuit cetak yang mengeksekusi fungsi dasar. Selama produksi, produser garis wafer silikon dengan bahan sensitif radiasi untuk membuat lapisan yang sangat halus yang disebut “resist.” Ketika sinar radiasi diarahkan pada resisten, ia memicu reaksi kimia yang membakar detail ke wafer, menggambar pola dan sirkuit.
Namun, balok radiasi yang lebih kuat yang diperlukan untuk mengukir detail yang lebih kecil tentang chip tidak berinteraksi cukup kuat dengan penahanan tradisional.
Mendorong batas saat ini
Sebelumnya, para peneliti dari Laboratorium Tsapatis dan Kelompok Penelitian Fairbrother di Johns Hopkins menemukan bahwa penahanan yang terbuat dari kelas-kelas baru dari logam dapat mengakomodasi proses radiasi yang lebih kuat, yang disebut “di luar radiasi ultraviolet ekstrem” (B-EUV), yang memiliki potensi untuk membuat rincian lebih kecil daripada 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 dalam bahan organik yang disebut imidazole.
Studi ini menandai salah satu ilmuwan pertama kali dapat menyimpan logam berbasis imidazol ini dari solusi pada skala silikon-werfricle, mengendalikan ketebalannya dengan presisi nanometer. Untuk mengembangkan chemistry yang diperlukan untuk melapisi wafer silikon dengan bahan logam-organik, tim ini menggabungkan eksperimen dan model dari University of Johns Hopkins, Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok Timur, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Laboratorium Nasional Laboratorium Nasional Brookhaven dan Lawrence Laboratoriumonory. Metodologi baru, yang mereka sebut Chemical Liquid Deposition (CLD), dapat direkayasa dengan tepat dan memungkinkan para peneliti untuk dengan cepat mengeksplorasi berbagai kombinasi logam dan imidazol.
“Dengan bermain dengan dua komponen (logam dan imidazol), Anda dapat mengubah efisiensi menyerap reaksi cahaya dan kimia berikut. Dan itu membuka kita untuk membuat pasangan logam baru,” kata Tsapatis. “Yang menarik adalah bahwa setidaknya ada 10 logam berbeda yang dapat digunakan untuk chemistry ini, dan ratusan organik.”
Nantikan 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 adalah salah satu yang terbaik untuk B-EUV.”
Reference: “Deposition of Spin-On Film Film IMidazolat Zeolithic Amorphus for Lithography Applications” by 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, Teknik Kimia Alami.
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 Tiongkok 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.
NewsRoom.id
