Mikropiirit puupohjaiselle alustalle

01.06.2015

wisconsin-madison-mikrosiruja-puusta-275-t.jpgPyrkiessään lievittämään elektronisten laitteiden aiheuttamaa ympäristön kuormitusta, ryhmä University of Wisconsin-Madisonin tutkijoita on tehnyt yhteistyötä Yhdysvaltain maatalousministeriön Forest Products Laboratoryn (FPL) tutkijoiden kanssa ja kehittäneet yllättävän ratkaisun: puolijohdesiru, joka on tehty lähes kokonaan puusta.

Tutkimusryhmä, jota johti UW-Madison professori Zhenqiang "Jack" Ma, osoittaa tutkimusjulkaisussaan mahdollisuutta korvata tietokoneen sirun alusta eli tukikerros selluloosan nanofibrilleillä (Cellulose nanofibril, CNF) eli puusta valmistetulla joustavalla ja biohajoavalla materiaalilla.

Selluloosan nanofibrilleistä voi tehdä vahvaa, joustavaa ja läpinäkyvää CNF-paperia. Puu on kuitenkin luonnostaan hydroskooppista materiaalia joten se ottaa helposti kosteutta ilmasta ja laajenee. Pinnan tasaisuuteen ja lämpölaajenemiseen liittyvät ongelmat ratkaistiin yhteistyökumppaneiden kanssa sopivalla epoksipinnoitteella.

Suurin osa mikrosirun materiaalista on tukirakennetta. Kehittämälleen polymeerialustalle tutkijat rakensivat GaAs-pohjaisia HBT-transistoreita, Schottky diodeja, passiivisia induktoreita ja kondensaattoreita sekä pii-pohjaisia CMOS-logiikkapiirejä.

Tutkijoiden kehittämä tekniikka on sovellettavissa sekä mikroaaltopiireihin että digitaaliselle elektroniikalle. Toteutukset osoittivat vastaavaa suorituskykyä kuin nykyiset sirupiirit. Lisäksi toteutusprosessi on ympäristöystävällisempi kuin nykyiset GaAs-prosessit.

"Nykyiset massatuotetut puolijohdesirut ovat niin halpoja, että kestänee jonkin aikaa teollisuudelta sopeutua meidän suunnitteluun mutta joustava elektroniikka on tulevaisuutta, ja olemme sitä mieltä, aiomme olla paljon edellä sen nousukäyrää", toteavat tutkijat yliopistonsa tiedotteessa.

Aiheesta aiemmin:

Vihreä vaihtoehto hiilinanoputkille

11.06.2021RAM:ina ja ROM:ina toimivia sirukomponentteja
10.06.2021Kuinka revontulet syntyvät?
09.06.2021Radiotaajuisen signaalin prosessointi akustiseksi
08.06.2021Magnetosähköä ja magnetostriktiota
07.06.2021Itsetietoisia ja omavoimaisia materiaaleja
04.06.2021Insinöörit osoittavat kvanttiedun
03.06.2021Fononinen katalyysi?
02.06.2021Läpimurto magneettisissa 3D-nanorakenteissa
01.06.2021Uusi kulma sähkön tuottamiseksi lämmöstä
31.05.2021Energiatehokkain analogia-digitaalisiru

Siirry arkistoon »