Nükleer malzemelerde çığır açan buluşlar arayan MIT bilim insanları, mikroelektronik için büyük önem taşıyan beklenmedik bir keşifte bulundu: X-ışını demetini yalnızca malzeme hasarını gerçek zamanlı olarak gözlemlemek için değil, aynı zamanda deneyler sırasında malzeme içindeki gerilim miktarını hassas bir şekilde kontrol etmek için de kullanabileceklerini keşfettiler. Bu yeni keşif, yarı iletken yongaların elektriksel ve optik özelliklerini geliştirmek için yeni yöntemler sunabilir ve mühendislere gelişmiş mikroelektronik cihazlar üretmek için pratik bir araç sağlayabilir.
Kıdemli yazar Ericmoore Jossou ve meslektaşları tarafından Scripta Materialia'da ayrıntılarıyla anlatılan araştırma, kritik reaktör malzemelerinin yoğun radyasyon altında nasıl bozulduğunu anlama çabasıyla başladı .
Ekibin kurulumu, katı hal ıslatma yöntemiyle hazırlanan nikel numunelerine son derece odaklanmış, yüksek yoğunluklu X ışınları göndermeyi içeriyordu. Bu yöntem, ince filmleri yüksek sıcaklıklarda ısıtarak tek kristaller oluşturan bir işlemdir. Amaçları, nükleer reaktörlere özgü zorlu koşulları yeniden yaratmak ve korozyon ve çatlamaları meydana geldikleri anda incelemekti.
Ekip deneylerini geliştirirken, X-ışınının süresini ve odağını ayarlayarak, iç gerilimi gevşeterek veya artırarak kristal yapısını değiştirebileceklerini fark ettiler. Bu etki, nikel ile silikon alt tabakası arasında bir tampon olarak bir silikon dioksit tabakası kullanıldığında en belirgin şekilde görüldü.
Bu gelişme akademik merakın ötesine geçerek yarı iletken endüstrisi için ölçeklenebilir bir teknik sunuyor. Performansı artırmak için malzemelerin kristal kafesini kasıtlı olarak bozmak anlamına gelen gerilim mühendisliği, daha hızlı ve daha verimli yongalar üretmenin önemli bir parçasıdır. Geleneksel olarak bu, mekanik yöntemleri veya üretim sırasında belirli katmanların eklenmesini içerir.
MIT keşfi, X-ışını ışınlarının bir çip üretilirken gerilimi ayarlamak için hassas bir araç olabileceğini ve malzeme bilimi için iki yönlü bir kazanç anlamına geldiğini öne sürüyor: nükleer ortamlardaki arızalar hakkında daha derin bilgi ve elektronik üretimi için yeni bir teknoloji.
Araştırmacılar, nikel kristallerini stres altında stabil bir şekilde görüntülemeye çalışırken bu beklenmedik sonuçlar ortaya çıktı. Kullanılabilir numuneler hazırlamak, nikel ve silikon arasında istenmeyen bileşiklerin oluşumu gibi deneyleri aksatabilecek kimyasal reaksiyonların üstesinden gelmeyi gerektiriyordu.
İnce bir silisyum dioksit tamponunun tanıtılması, kristalleri stabilize etmekle kalmadı, aynı zamanda ekibin, faz geri alma algoritmalarının numunelerin 3 boyutlu şeklini gerçek zamanlı olarak yeniden oluşturması için gerilimi yeterince gevşetmesine de olanak sağladı.
Kristallerin simüle edilmiş reaktör koşullarına maruz kaldıklarında üç boyutlu olarak bozulmalarını izleme yeteneği, reaktörler, deniz tahrik sistemleri ve diğer zorlu ortamlar için daha dayanıklı malzemeler tasarlamak için önemli veriler sağlar.
Çalışma, Ericmoore Jossou, David Simonne, Riley Hultquist, Jiangtao Zhao ve Andrea Resta'dan oluşan bir ekip tarafından yürütüldü ve MIT Fakülte Girişim Fonu ve ABD Enerji Bakanlığı tarafından finanse edildi. Araştırmacılar şimdi çalışmalarını daha karmaşık alaşımlara genişletmeyi ve tampon kalınlığının gerinim kontrolünü nasıl etkilediğini ince ayar yapmayı planlıyor.
Kaynak :
https://www.techspot.com/news/109286-mi ... hance.html
