صرفه جویی ارزی با تولیدات محققان ایرانی

به گزارش سیناپرس، مشکلی که برخی مراکز دانشگاهی و تحقیقاتی کشور دارند، نداشتن دستگاه های لازم در حوزه الکترونیک است. گران بودن دستگاه های موردنیاز از یک طرف و تحریم های جهانی از طرف دیگر، محدودیت هایی برای کشور ایجاد کرده است.

در این میان، برخی دانشگاه ها و مراکز در سال های قبل دستگاه هایی را خریداری کردند اما پس از مدتی که دستگاه ها دچار نقص شد، به دلیل تحریم ها، قادر به تعمیر آنها نبوده و در حال حاضر بی استفاده باقی مانده اند و به معضلی بزرگ تبدیل شد.

اما فب میکرو- نانولکترونیک با دستگاه های متفاوت و موردنیاز حوزه الکترونیک در کشور، مرکزی را آماده کرده که دستگاه هایی کاملا ایرانی و ساخت محققان وطنی در آن قرار گرفته است.

میکروسکوپی با 90 درصد صرفه جویی ارزی

مهدی اکبری، دانش آموخته دکتری دانشگاه تهران یکی از اعضای فعال در فب است و تلاش 5 ساله او و همکارانش روی پروژه ساخت میکروسکوپ الکترون روبشی منجر به ساخت این دستگاه برای اولین بار در کشور شده است. این میکروسکوپ ها به میکروسکوپ های SEM در دنیا مشهور هستند.
به گفته او، معمولا برای مشاهده ذرات بسیار ریزتر، نورهایی با طول موج پایین تر نیاز است. در واقع، ذرات کم تر از 3 میکرون با نور قادر به دیدن نیستند و باید با تجهیزات پیشرفته تری مانند میکروسکوپ های الکترونی استفاده می کنند. میکروسکوپ های الکترونی شاخه های مختلفی دارند که مکانیسم کاری متفاوتی دارند.
او ادامه می دهد: ماشینی که ما ساخته ایم و برای اولین بار در این مجموعه رونمایی شده، میکروسکوپ الکترون روبشی است که یک پرتوی الکترونیکی بسیار نازک تولید می کند که نمونه را اسکن کرده و همزمان، سیگنال های الکتریکی یا الکترون های بازگشتی از نمونه را انداره گیری کرده و در تصویر نشان می دهد.

اکبری درباره ارزش ماشین های SEM به خبرنگار سیناپرس می گوید: ارزان ترین دستگاهی که ما در اسفند ماه با دلار 12 هزار تومان قیمت کردیم، 6 میلیارد میلیون تومان بود و در حال حاضر با احتساب بالا رفتن قیمت دلار، قیمت همان دستگاه به حدود 12 میلیارد تومان رسیده است. اما قیمت دستگاهی که ما ساخته ایم حدود 50 هزار دلار، حدود یک و نیم میلیارد تومان قیمت دارد که حدودا یک دهم دستگاه خارجی قیمت دارد. با تولید این دستگاه در داخل حدود 90 درصد مانع از خروج ارز از کشور خواهیم شد.

این دانش آموخته دانشگاه تهران اظهار می کند: میکروسکوپ ها دستگاه هایی فوق العاده ارزشمند برای همه صنایع به شمار می رود. در هر صنعتی شامل نفت، پتروشیمی، صنایع دارویی، صنایع شیمی، الکترونیک، فیزیک و هر صنعتی که نیاز به دیدن ذرات میکرومتری دارد، به یک ماشین میکروسکوپ نیاز است.
وقتی ذرات به زیر یک میکرون می رسند دیگر قابلیت مشاهده زیر میکروسکوپ های نوری را ندارند و حتما باید از میکروسکوپ های دیگری مانند همین دستگاهی که ما تولید کرده ایم استفاده کرد. میکروسکوپ الکترون روبشی ساخته ساخته شده برای این فب، رزولوشن 50 نانومتر است و در حد یک میکروسکوپ SEM هایی که در دنیا به فروش می رسند هستیم و می توانیم با آنها رقابت کنیم.

اکبری تأکید می کند: این میکروسکوپ قابلیت های اضافه شدن ویژگی های بیشتری را هم دارد که کاربری آن را بیشتر می کند. به عنوان مثال، ما در نظر داریم در آینده افزودن قابلیتی به این دستگاه برای دیدن نمونه بیولوژیکی است. یکی از ضعف هایی که ما در ایران داریم این است که چنین قابلیتی را در دسترس نداریم و اگر بخواهیم کارهای دارویی یا سلولی انجام دهیم، با SEMهای معمولی قادر به این کار نیستیم و باید ویژگی خاصی برای مشاهده نمونه های زیستی داشته باشد و امیدواریم تا سال آینده بتوانیم این محصول را به این دستگاه اضافه کنیم.

او در گفتگو با خبرنگار سیناپرس اظهار می کند: ویژگی دیگری که در فب هایی با این قابلیت ها وجود داشته باشد، قابلیت لیتوگرافی با استفاده از پرتوی الکترونی است و درواقع، در دل دستگاه های SEM جاسازی می شود و دستگاه جداگانه ای نیست. مکانیسم این قابلیت این است که ما الگویی را به دستگاه می دهیم و پرتوی الکترون روی سطح نمونه حرکت می کند. اولین نمونه از آن قرار است برای همین فب ساخته شود.

او ادامه می دهد: این قبیل میکروسکوپ ها بیشتر در بخش های R&D کاربرد دارد. به عنوان مثال، شرکت ذوب آهن، شرکت های دارویی و به طور کلی تمام شرکت ها و مراکزی که در حوزه های شیمی، فیزیک و درواقع، متالورژی فعالیت می کنند، به این دستگاه نیاز دارند. تعداد شرکت های عمده ای که تکنولوژی این دستگاه را دارند، انگشت شمار است.

سازنده میکروسکوپ الکترون روبشی با اشاره به صادر کردن این دستگاه در آینده می گوید: زمانی که این دستگاه به طور کامل آماده و تجهیز شود که گمان می کنم تا یک سال آینده به نسخه کامل و قابل اعتماد دست پیدا کنیم، حتما به سمت صادرات هم خواهیم رفت.

دستگاه های هایتک در قلب مرکز ساخت

در دومین اتاق فب میکرو- نانوالکترونیک که به اتاق لایه نشانی و لایه برداری شناخته می شود، باز هم شاهد حضور دستگاه ها ساخت ایران هستیم. لایه نشانی به این معناست که گاهی برای ساخت ادوات، نیاز است که موادی را از روی یک هدف برداشته و روی زیرلایه بنشانیم.

به گفته اکبری، لایه نشانی با مکانیسم های مختلفی انجام می شود که یکی از این روش ها، گرم کردن است به طوری که هیتری وجود داشته باشد که به کمک آن هدف را به اندازه ای گرم کنیم که تبخیر شود و روی زیرلایه، لایه نشانی انجام شود. در مکانیسم گرمایی از دستگاه PVD استفاده می شود.
او توضیح می دهد: در این دستگاه هیچ اتفاق شیمیایی برای لایه نشانی اتفاق نمی افتد و فرآیند کاملا به صورت فیزیکی و جدا شدن اتفاق می افتد و واکنشی اتفاق نمی افتد تا ماده ای تولید شود. ماشین دیگری که در کنار این دستگاه قرار دارد، به ماشین کندوکاش معروف است که برای بلند کردن مواد از روی هدف از پلاسما استفاده می کند. در این روش هم عملیات شیمیایی اتفاق نمی افتد. این دستگاه هم جزء خانواده PVDها حساب می شود و مکانیسم آن کاملا فیزیکی است.

در قسمت دیگری از اتاق لایه نشانی و لایه برداری، دو دستگاه کوره قرار گرفته اند که به دلایل مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند. به گفته اکبری، یکی از کارهایی که در کوره ها انجام می دهیم، رشد اکسید است. ما به ویژه در ساخت ترانزیستورها نیاز داریم یک لایه اکسید روی سیلیکون داشته باشیم یا نیاز به عایق خوبی در فرآیند کار داشته باشیم تا سنسور را روی بستر عایق درست کنیم که به اکسیداسیون خوب و باکیفیت نیاز داریم.

در کنار این کوره، دو کوره دیگر هم قرار دارند که به صورت چهار طبقه ساخته می شوند که کوره های نفوذ هستند که در ساخت ادوات نیمه هادی مورد استفاده قرار می گیرند. در کنار این کوره ها، دو دستگاه دیگر از خانواده دستگاه های CVD قرار دارند که برخلاف دستگاه های PVD که اتفاق فیزیکی باعث لایه نشانی می شد، یک کار شیمیایی انجام می شود به طوری که یک واکنش شیمیایی انجام شده و نتیجه آن روی زیرلایه می نشیند.

به گفته او، معمولا CVDها به جای منابع جامد، منابع گازی دارند به طوری که دو گاز وارد شده و با واکنش روی نمونه، ماده ای را تولید می کنند و لایه نشانی اتفاق می افتد. دستگاه دیگر، دستگاه LPCVD است که در فشار پایین کار می کند. این ماشین برای لایه نشانی، بیشتر از گرما استفاده می کند به طوری که واکنش، انرژی موردنیاز برای انجام واکنش را از منابع گازی گرفته و پس از دریافت گرما، لایه نشانی را انجام می دهد.
او تأکید می کند که این ماشین برای لایه نشانی پلی سیلیکونی که در ساخت ترانزیستور بسیار کاربرد دارد، یا در ادوات ریزتر مانند سیلیکون نانووایرها یا نانوتیوب ها استفاده می شود. دستگاه دیگر، برخلاف دستگاه های لایه نشانی، کار زدایش را انجام می دهد. این ماشین از این قابلیت برخوردار است که زدایش را با یون های فعال انجام می دهد.

اکبری در ادامه معرفی دستگاه های ساخت ایران که در فب میکرو- نانوالکترونیک قرار گرفته اند می گوید: دستگاه هایی که در اتاق سوم فب قرار دارند، دستگاه رسوب بخار شیمیایی است و از پلاسما برای تأمین انرژی موردنیاز برای واکنش شیمیایی استفاده می کند تا ماده موردنظر لایه نشانی شود. از این ماشین در نانوکربن تیوب ها یا گرافن مورد استفاده قرار می گیرد.

او عنوان می کند که این مجموعه به گونه ای طراحی شده که با داشتن انواع دستگاه های CVD و PVD این قابلیت را داشته باشد که بسته به نیاز در ساخت محصول، از هر کدام از این دستگاه ها استفاده کند. دستگاه دیگری موسوم به ebeam هم وجود دارد که دستگهی فیزیکی است و از الکترون برای لایه برداری استفاده می کند. این دستگاه، پرتوی الکترون را به طرف ماده شتاب می دهد و هدف را با پرتوی الکترونی گرم کرده و تبخیر می شود.

تمیزترین و حساس ترین اتاق مجموعه

در آخرین اتاق فب، اتاق لیتوگرافی با شکل و شمایل و نورپردازی متفاوتی قرار گرفته است. در ورودی این اتاق، اتاقکی به نام «air shower» یا دوش هوا تعبیه شده که با دمیدن هوا، هرگونه غبار یا ذره اضافی را از بدن و لباس های مخصوص جدا می کند. مهم ترین بخش اینجاست که هیچ ذره اضافه ای وارد فضای این اتاق نشود تا فرآیند تولید به خوبی انجام شود.


او در بیان تفاوت دیگر اتاق لیتوگرافی با دیگر اتاق ها می گوید: نور زردی که در اینجا به کار می رود، به این دلیل است موادی که در این اتاق استفاده می شوند، حساس به نور فرابنفش هستند بنابراین، از نور زرد استفاده می شود تا مواد در مرحله انتقال، واکنشی از خود نشان ندهند. در قسمتی از این اتاق کار زدایش شیمیایی انجام می شود و در مقابل هم فرها (oven) قرار دارند که برای پخت اولیه و ثانویه به کار می روند. در سمت دیگر هم ماشین لیتوگرافی قرار گرفته است.

سه سنسور در فهرست ساخت مرکز

اکبری درباره برنامه هایی که به تازگی قرار است این مرکز ساخت روی آن فعالیت کند، ساخت دو سنسور شامل سنسور مپ خودرو و سنسور اکسیژن خودرو است و دیگری هم سنسورهای گاز برای پتروشیمی و نفت است که در برنامه فب قرار دارد. R&D دو سنسور اول به طور کامل انجام شده و آماده ساخت هستند و سنسور گاز هم در دست انجام است تا در فهرست ساخت قرار گیرد.

گزارش:ندا اظهری

No tags for this post.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا