حل معمای تشکیل دایره‌ها در آلیاژ طلا سیلیکون

نوشته شده توسط:کیوان فیض مرندی در سایه روشن » معماهای بدون توضیح | ۲۸ اسفند ۱۳۹۳ - ۲۰:۳۲ | ۰ دیدگاه

پژوهشگران چندی پیش متوجه حضور دایره‌هایی در آلیاژ یوتکتیک طلا – سیلیکون شدند اما دلیل تشکیل این اشکال را نمی‌دانستند. اخیرا پرده از این راز برداشته شده است.

تقریبا سه سال قبل یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه ملی لورنس برکلی در دپارتمان انرژی آمریکا آزمایشاتی را آغاز کردند که در آن یک لایه طلا روی زیر لایه صاف سیلیکونی ابتدا حرارت داده شده و سپس خنک گردید. نتایج به‌دست آمده موجب حیرت محققان شد آنها مشاهده کردند که اشکال عجیبی روی سطح ایجاد شده و سپس تغییر کردند و در نهایت دوایر متعددی که تاول‌هایی آنها را محاط کرده بوجود آمدند.

این دایره‌ها دارای قطرهای متعددی بوده که از چند میلیمتر تا یک متر متغییر هستند. وجود این الگوها به‌صورت رازی باقی مانده بود تا این که نظریه‌پردازان دلیل آن را توضیح دادند. نتایج این تحقیق در نشریه Physical Review Letters به چاپ رسیده است.

زمانی که چند جامد با هم ترکیب می شوند محصول نهایی می‌تواند ترکیبات مختلفی از این دو ماده باشند که به آن یوتکتیک گفته می‌شود. آلیاژ یوتکتیک با 81 درصد طلا و 19 درصد سیلیکون کاربردهای وسیعی در ساخت نانوسیم‌ها دارد.

محلول یوتکتیک سیلیکون-طلا می‌تواند در اتصال لایه‌های مختلف تراشه‌های به‌کار گرفته شود و بدون این که موجب سوختن محیط اطراف شود یک اتصال رسانا ایجاد کند. دانه‌های کاتالیست موجب رسوب سیلیکون از فاز بخار می‌شود و در عین حال موجب تشکیل زائده‌هایی روی نانوسیم می‌گردد. درک این که این پدیده چرا و چگونه اتفاق می‌افتد خود یک چالش است. در قدم اول تولید نانوساختارها از محلول یوتکتیک دشوار است زیرا کشش سطحی در مقیاس نانو بسیار بالا است بنابراین ساخت فیلم از قطره مشکل است.

این گروه تحقیقاتی آزمایشاتی انجام دادند تا نازک‌ترین فیلمی که می‌توان از آلیاژ یوتکتیک طلا – سیلیکون تهیه کرد را بسازند. در قدم بعد این لایه را حرارت دادند، دما به‌قدری بوده که آلیاژ ذوب نشود اما حفره‌ها از سیلیکون خارج شوند. در دمای بالاتر سیلیکون با طلا ترکیب شده و حلقه‌هایی را با ضخامت یکسان ایجاد می‌کند. با افزایش اندازه حلقه، ناگهان حلقه‌ها شکسته می‌شوند. دانشمندان متعجب بودند که دلیل تشکیل این حلقه‌ها چیست؟

با بریدن این لایه و مشاهده میکروسکوپی آن، پژوهشگران دریافتند که این حلقه‌ها انتهای یک هرم معکوس هستند همانند دندانی که درون زیرلایه دی اکسید سیلیکون قرار گرفته باشد. به‌دلیل جهت‌گیری سیلیکون، زیرلایه در مسیر صفحه بلوری برش خورده که این امر موجب تشکیل دایره‌ها شده است. چهار انتهای مثلثی شکل هرم در مسیر صفحات با انرژی کم شبکه بلوری قرار گرفته‌اند.

    هیچ نظری تا کنون برای این مطلب ارسال نشده است، اولین نفر باشید...
موضوعات
دانلود جدید ترین فیلم های ایرانی
دانلود گشت ارشاد ۲
دانلود گشت ارشاد ۲
دانلود فیلم سلام بمبئی
دانلود فیلم سلام بمبئی
دانلود فیلم خوب بد جلف
دانلود فیلم خوب بد جلف
دانلود فیلم لاک قرمز
دانلود فیلم لاک قرمز
لیست دانلود
آخرین مطالب
متن خبری

لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است. چاپگرها و متون بلکه روزنامه و مجله در ستون و سطرآنچنان که لازم است و برای شرایط فعلی تکنولوژی مورد نیاز و کاربردهای متنوع با هدف بهبود ابزارهای کاربردی می باشد.

ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید
با ما در شبکه های اجتماعی همراه باشید:

© تمامی حقوق برای کانی وب محفوظ است.

قدرت گرفته از کانی وب