الجرافين يجلب ثورة في رقاقات كمبيوتر IBM

توصل أحد الإنجازات في منشأة أبحاث آي بي إم إلى طريقة لزيادة تصنيع الرقاقات المتقدمة القائمة على الجرافين بمقدار 10 آلاف ضعف مستويات الأداء السابقة. وتسمح تقنية التصنيع الجديدة بوضع المادة الموصلة للكهرباء على منصات تشغيل السيليكون دون المعدل المرتفع للخسارة في المواد المقبولة في الطرق التقليدية. وما يجعل هذه العملية الجديدة أكثر قيمة بالنسبة لصانعي الرقائق في شركة IBM هو أن العملية الجديدة متوافقة بنسبة 100% مع منصات السيليكون الحالية، مما يجعل عملية التطبيق ثورية في التطبيقات القائمة على الجرافين. ومع انتشار التكنولوجيا التي تتطلب الخصائص المتقدمة للجرافين، سيؤدي ذلك إلى تسريع وتقليل التكاليف المرتبطة بالعنصر.

الجرافين كثورة تكنولوجية

الجرافين هو أول عنصر ثنائي الأبعاد أحادي الذرة وثنائي الأبعاد لا يقلل فقط من التآكل الناتج عن التفاعل الجوي، بل هو مقاوم للحرارة وموصل عالي للشحنات الكهربائية. وقد جعلته هذه الخصائص بمثابة الواجهة الجديدة للتصنيع التكنولوجي حيث يقلل من التآكل والتلف بشكل كبير. وهذا ما يجعل من تحقيق رقائق الحاسوب القائمة على الجرافين أمرًا واقعًا، بالإضافة إلى إمكانية إنتاج الخلايا الشمسية بكميات كبيرة والتي كانت تُصنع في السابق باستخدام عملية مكثفة ومكلفة للغاية. كانت طبقات الجرافين في السابق توضع مباشرة على رقائق السيليكون، مما يتسبب في قدر هائل من المشاكل المتعلقة بالالتواء والتمزق والتجعد وما إلى ذلك من خلال "الدرفلة".

وتسمح العملية المحسّنة بإدخال طبقة صغيرة من الجرافين على السطح، ثم تتم زراعته. الجرافين هو خاصية بلورية، وسوف يتمدد أضعافًا مضاعفة على المعلمات المطلوبة. وتقلل هذه العملية بشكل كبير من الشوائب الهيكلية، مما يجعلها طريقة موفرة للوقت وفعالة من حيث التكلفة للتطبيق. وكميزة إضافية، يمكن تمرير التيارات الكهربائية من خلال المادة أثناء نموها، مما يزيد من كفاءة العملية.

ما يتعلق بكل ذلك

يُظهر بحث شركة IBM أن الخصائص الجوهرية للرقائق القائمة على الجرافين تحافظ على مستوى عالٍ من قوة المعالجة مقارنةً بأشكال الرقائق القائمة. كما أن مقاومته للحرارة والعناصر الأخرى المتدهورة تجعل المادة الموصلة مستقبلية في تطبيقاتها، مما يسمح بمزيد من المتانة والوظائف عند إضافتها إلى المكونات الإلكترونية. تم إدراك استخدام الجرافين لأول مرة كبديل عالي الجودة للمواد المستخدمة سابقاً في الألواح الشمسية وضمن الموصلات الفائقة، حيث أنه يقاوم التآكل بدرجة أعلى بكثير. وكان الحفاظ على انخفاض تكاليف التصنيع هو الجانب الوحيد الذي يعيق التطبيق على نطاق واسع. تقلل هذه العملية الجديدة من وقت التصنيع، مما يقلل من التكاليف بشكل كبير.