النحاس “في خطر”.. مادة جديدة قد تغيّر مستقبل رقائق الحاسوب

#سواليف

طوّر فريق من الباحثين نوعا جديدا من الأسلاك النانوية مصنوعا من مادة زرنيخيد النيوبيوم (NbAs)، قد يشكل بديلا للنحاس المستخدم حاليا في توصيل مكونات رقائق الحاسوب.

ويمكن أن تمهد الخطوة لتطوير شرائح إلكترونية أسرع وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة.

وبحسب موقع “Interesting Engineering”، أظهرت دراسة أجراها باحثون من جامعة كورنيل، أن هذه المادة الكمومية تتمتع بخاصية غير مألوفة؛ إذ تتحسن قدرتها على توصيل الكهرباء كلما صغر حجمها، على خلاف النحاس الذي تزداد مقاومته الكهربائية عند تصغير أبعاده إلى المستوى النانوي، ما يحد من كفاءته في الرقائق الحديثة.

وتؤدي الأسلاك الدقيقة داخل الرقائق الإلكترونية دورا محوريا في نقل الإشارات بين الترانزستورات، وهو ما يجعل كفاءة التوصيل عاملا أساسيا في أداء المعالجات.

ورغم أن النحاس ظل المادة المفضلة في صناعة أشباه الموصلات منذ أواخر تسعينيات القرن الماضي، فإن تصغير حجم الرقائق كشف عن تحديات متزايدة، أبرزها ارتفاع المقاومة الكهربائية نتيجة ازدياد اصطدام الإلكترونات بسطح الأسلاك الدقيقة.

أما زرنيخيد النيوبيوم، فينتمي إلى فئة المواد الكمومية الطوبولوجية، التي تسمح للإلكترونات بالانتقال عبر سطحها بسرعة أكبر مع فقدان أقل للطاقة. ويزداد هذا التأثير مع انخفاض قطر السلك، ما يمنح المادة أداءً كهربائيًا يتفوق على النحاس في المقاييس النانوية.

ولإنتاج هذه الأسلاك، استخدم الباحثون تقنية التشكيل النانوي الحراري الميكانيكي، التي مكّنتهم من تصنيع أسلاك أحادية البلورة بقطر يبلغ نحو 10 نانومترات، مع إمكانية دمجها مستقبلا في رقائق السيليكون.

ويرى فريق البحث أن هذه النتائج قد تسهم في تجاوز القيود الفيزيائية التي باتت تواجه النحاس، وتمهد الطريق لتصميم جيل جديد من الرقائق الإلكترونية يتميز بسرعة أعلى وكفاءة أكبر في استهلاك الطاقة.

ونُشرت نتائج الدراسة في مجلة “ساينس” العلمية، في إنجاز قد يمثل نقطة تحول في تصميم البنية الداخلية للرقائق الإلكترونية وتقنيات الحوسبة المستقبلية.

هذا المحتوى النحاس “في خطر”.. مادة جديدة قد تغيّر مستقبل رقائق الحاسوب ظهر أولاً في سواليف.