Prof. Jachowicz: Technologie półprzewodnikowe to fascynujące wyzwania badawcze

Wyzwań dla badaczy i konstruktorów nie brakuje, bo w mikroskali można wykonać nie tylko to, co buduje się w skali makro, ale także - i przede wszystkim - to, co w świecie "normalnych" wymiarów wydaje się nierealne. Ten, kto stworzy produkt, jakiego nie ma jeszcze na rynku, może liczyć na zyski kilkaset razy przewyższające nakłady - mówił 24 listopada na Politechnice Warszawskiej prof. dr hab. Ryszard S. Jachowicz. Technologia półprzewodnikowa pozwala tworzyć inteligentne czujniki, niezawodne systemy i układy scalone wykorzystywane w telekomunikacji, medycynie, ochronie środowiska, chemii, biochemii, przemyśle samochodowym, lotniczym, kosmicznym, rozrywkowym. Wykład "Czy krzem może latać?" w cyklu otwartych wystąpień popularyzatorskich Wszechnica WEiTI (Wydziału Elektroniki i Technologii Informacyjnych PW) miał zachęcić młodzież licealną do wyboru studiów inżynierskich. Jak tłumaczył prof. Jachowicz, najbardziej popularny materiał dla półprzewodników to krzem - pierwiastek czterowartościowy dodatni, z którego budowana jest większość wszystkich układów scalonych. Układy te opierają się na przepływie ładunków elektrycznych, ale krzem może pracować na wiele różnych sposobów w oparciu o swoje właściwości mechaniczne i cieplne. - Krzem ma znakomite parametry materiałowe, pod wieloma względami lepsze od stali, m.in. jeżeli chodzi o wytrzymałość, o powtarzalność i stabilność parametrów stal w ogóle nie może się z nim równać! Wiele konstrukcji, które są budowane w skali makro, jako wielkie konstrukcje mechaniczne, można zrobić w mikrowymiarach, a będą pracować znacznie lepiej - przekonywał. Uczony rozszyfrował skróty obecne w naukowej terminologii, pochodzące od angielskich nazw poszczególnych gałęzi wiedzy i zastosowań. Wyjaśnił, że dziedzina, która mówi o budowaniu mikrosystemów określana jest jak MST, natomiast MEMS to skrót oznaczający mikrosystemy oparte na elektrycznym i mechanicznym działaniu. Obecnie nazwy te stosowane są wymiennie. Na przecięciu kilku dziedzin, takich jak mechanika, optyka i elektronika, powstała gałąź technologii zwanych MOEM. Istnieją też mikrosystemy do analizy składu chemicznego i takie, w których strukturze znajduje się materiał biologiczny, czasem wcześniej żywy, a nieraz żywy - jak bakteria czy grzyb. - W technologii półprzewodnikowej ogromną zaletą jest masowa produkcja. Płyty krzemu wielkości dużego talerza stołowego pozwalają na wykonanie wielu struktur o wymiarach 2,5 mm na 2,5 mm. Może ich być nawet kilkaset tysięcy na jednej płycie, a w procesie wytwórczym do pojemnika wkłada się 25 płyt. Wszystko jedno, czy wykonujemy jedną sztukę, czy kilkadziesiąt tysięcy - kosztuje to tyle samo i dlatego potem jednostkowo jest takie tanie - wyjaśniał prof. Jachowicz. Technologia półprzewodnikowa zapewnia zatem wyjątkowo niskie koszty wytwarzania. Choć przygotowanie konstrukcji jest drogie, to późniejsza produkcja dużej liczby systemów jest bardzo opłacalna. Rynek na produkty krzemowe tworzy telekomunikacja, medycyna, ochrona środowiska, chemia, biochemia, przemysł - w tym rozrywka, inteligentne domy, zastosowania militarne, samochodowe i kosmiczne. Globalnie spektrum zastosowań szacowane jest na 14 mld dolarów. - Dzisiaj można każdą rzecz zrobić w mikroskali. To tylko kwestia pieniędzy i czasu, takiego iloczynu. Różnorodność potrzeb aparaturowych w tej dziedzinie może rozwiązać potrzeby ochrony środowiska, motoryzacji, przedmiotów powszechnego użytku... W przyszłości - cokolwiek byście wymyślili takiego, co wydaje się nierealne - może być realne w tej technologii - zachęcał prof. Jachowicz. Zaznaczył, że na 100 takich projektów jedynie 30 się sprawdza, zaś w 70 przypadkach to są "pieniądze wyrzucone w błoto". Ale zyski z tych przedsięwzięć, które się powiodą, kilkaset czy kilkadziesiąt razy przewyższają nakłady. Źródło: PAP - Nauka w Polsce