برای کار ایمن و مطمئن در محیط های بیرونی، دستگاه های الکترونیکی باید در برابر عوامل مختلف خارجی از جمله تابش مقاوم باشند و از تراشه های ضد اشعه (IC) استفاده شود. در حقیقت ، تابش پرانرژی می تواند به اجزای سازنده ترانزیستور های اثر میدانی (FET) آسیب برساند.
مدتهاست که تیم های تحقیقاتی در سراسر جهان در تلاشند تا یک استراتژی برای تولید ترانزیستورهای مقاوم در برابر اشعه پیدا کنند.
بیشتر استراتژی های قبلی که برای مقاوم سازی مدار های الکترونیک در برابر تابش ارائه شده اند، تنها برای یک قطعه الکترونیکی طراحی شده اند. در نتیجه ، استفاده از آنها برای ایجاد ترانزیستور ها و IC هایی که کاملاً در برابر اشعه فوق العاده بالا مقاومت باشد، دشوار است.
محققان دانشگاه پکن ، آکادمی علوم چین و دانشگاه تک شانگهای اخیراً یک مدار مجتمع (IC) مقاوم شده در برابر اشعه و قابل ترمیم بر اساس ترانزیستورهای نانولوله کربنی با دروازه ژل یونی ساخته اند.
ژانگ و همکارانش در مقاله خود استراتژی جدیدی را معرفی کردند که امکان تحقق ترانزیستورها و IC ها را دارد و کاملاً در برابر آسیب های ناشی از تشعشعات ایمن هستند. رویکردی که آنها ابداع کردند اساساً طراحی مجدد تمام قسمتهای آسیب پذیر FET و استفاده از مواد جدید است که در برابر اشعه مقاوم ترند.
IC مقاوم شده از اشعه دارای ترانزیستور نانولوله کربنی نیمه رسانا (CNT) به عنوان کانال ، یک ژل یونی به عنوان دروازه و یک زیرلایه ساخته شده از پلی آمید است. CNT ها به دلیل داشتن پیوندهای قوی C-C ، مقطع نانومقیاس و تعداد اتمی کم ، نیمه هادی های ذاتا مقاوم در برابر تابش هستند.
ژانگ گفت: هنگام طراحی تراشه های ضد اشعه ، از ربات فلزی مایع T-1000 در فیلم علمی تخیلی کلاسیک الهام گرفتیم. ما از یک عایق دروازه ای شبه مایع ( ژل یونی) استفاده کردیم. دروازه های ژل یونی باعث تشکیل EDL در سطح کانال CNT می شوند که بازدهی بسیار بیشتری برای دروازه فراهم می کنند و اجازه بازیابی دروازه را پس از خراب شدن می دهد.
ژانگ و همکارانش علاوه بر توسعه IC با تحمل زیاد به اشعه ، روشی را ارائه دادند که می تواند برای بازیابی FET های آسیب دیده از اشعه استفاده شود. به طور خاص ، آنها دریافتند که FET های آسیب دیده از اشعه را می توان با بازپخت در دمای متوسط 100 درجه سانتیگراد به مدت 10 دقیقه ترمیم کرد.
ژانگ افزود: ترانزیستورها و آی سی های نشان داده شده در این کار فقط نمونه های اولیه هستند. ما اکنون سعی می کنیم تا با مقیاس گذاری CNET FET ها و بهینه سازی ساختار و روند به عملکرد و یکپارچه سازی IC ها بهبود ببخشیم. در حقیقت ، این نوع IC مقاوم شده در برابر اشعه تنها در صورتی ارزش عملی دارد که عملکرد و تراکم آن به آستانه های مشخصی برسد.
منبع: techxplore
