一本道

30 januari 2025

Framtidens elektronik kan bli ännu mindre och mer effektiv genom att fler minnesceller får plats på mindre yta. Ett sätt att uppnå det är att tillsätta ädelgasen xenon vid tillverkningen av digitala minnen. Det har forskare vid 一本道s universitet visat i en studie publicerad i Nature Communications. Tekniken möjliggör en jämnare materialbeläggning även i små hålrum.

Person h氓ller en liten gl盲nsande skiva med pincett. Fotograf: Olov Planthaber
Forskare i Henrik Pedersens grupp vid 一本道s universitet har skapat en teknik som möjliggör en jämnare materialbeläggning även i små hålrum när halvledarkomponenter skapas.

F枚r 25 氓r sedan kunde ett minneskort till en kamera h氓lla 64 megabyte information. Idag kan samma fysiska storlek p氓 minneskorten h氓lla 4 terabyte 鈥 枚ver 60 000 g氓nger mer information.

En elektronisk lagringsplats, som tillexempel ett minneskort, skapas genom att hundratals tunna lager av omv盲xlande ett elektriskt ledande och ett isolerande material varvas. Sedan etsas m盲ngder av mycket sm氓 h氓l igenom lagren. Avslutningsvis fylls h氓len med ett ledande material. D氓 anv盲nds en teknik d盲r 氓ngor av olika 盲mnen anv盲nds f枚r att skapa tunna materiallager.

Fler h氓l ger mer minne

I varje punkt d盲r de tre olika materialen m枚ts i h氓len skapas minnesceller. Tillsammans bildar minnescellerna ett digitalt minne. Ju fler m枚tespunkter desto mer information kan lagras i minne. Det inneb盲r att fler lager med tunnare h氓l och fler h氓l leder till fler minnesceller. Men det g枚r det ocks氓 sv氓rare att fylla h氓let.

Henrik Pedersen.
Henrik Pedersen, professor i oorganisk kemi vid Link枚pings universitet.Fotograf: Olov Planthaber
鈥 Problemet 盲r att f氓 ner materialet i h氓len och bel盲gga ytan inuti h氓let j盲mt. Man vill inte att det blir mer material vid 枚ppningen p氓 h氓let 鈥 det kloggar igen 枚ppningen och man kan inte fylla resten av h氓let. Molekylerna som b盲r med sig atomerna f枚r materialet m氓ste kunna komma hela v盲gen ner i botten, s盲ger Henrik Pedersen, professor i oorganisk kemi vid Link枚pings universitet.

F枚r att f枚rst氓 utmaningen kan man j盲mf枚ra h氓len som ska fyllas med v盲rldens h枚gsta byggnad, Burj Khalifa i Dubai, p氓 828 meter. H氓len som ska fyllas 盲r 100 nanometer i diameter och 10 000 nanometer djupa. F枚rh氓llandet 盲r allts氓 100 till 1. Om samma f枚rh氓llande skulle g盲lla f枚r Burj Khalifa som f枚r h氓len skulle tornet endast vara 氓tta meter brett i basen.

Xenon "knuffar" molekyler

Det forskarna vid Link枚pings universitet nu gjort 盲r att tills盲tta en tung 盲delgas, xenon, under sj盲lva bel盲ggningsprocessen vilket gjorde att materialet fick samma tjocklek i botten som i toppen av ett h氓l.

Person i labbrock i labb.
Henrik Pedersen i CVD-labbet p氓 Campus Valla.Fotograf: Olov Planthaber
Den idag vanligaste metoden f枚r att lyckas med det 盲r att s盲nka temperaturen rej盲lt. D氓 g氓r de kemiska reaktionerna l氓ngsammare, men det leder ocks氓 ofta till att materialet f氓r s盲mre egenskaper. Genom att tills盲tta xenon kunde forskarna anv盲nda tillr盲ckligt h枚g temperatur f枚r att f氓 riktigt bra materialkvalitet.

鈥 Vi vet inte exakt hur det faktiskt fungerar 盲n. Vi tror att xenongasen hj盲lper till att 鈥漦nuffa鈥 ner molekylerna i h氓let. Det var ett genidrag av min doktorand Arun Haridas Choolakkal. Han hade studerat n氓gra grundl盲ggande formler f枚r hur gaser r枚r sig och lade fram hypotesen att detta borde funka. Tillsammans satte vi upp ett antal experiment f枚r att testa, och det funkade, s盲ger Henrik Pedersen.

Forskarna har tagit patent p氓 tekniken och sedan s氓lt patentet vidare till ett f枚retag i Finland som nu har ans枚kt om patent i flera l盲nder.

鈥 Det var ett s盲tt att h氓lla patentet levande och f枚retaget har resurserna att utveckla det vidare. Jag tror att tekniken har en god chans att bli branschstandard, s盲ger Henrik Pedersen.

Studien finansierades av Vetenskapsr氓det samt via den svenska regeringens strategiska satsning p氓 forskning inom avancerade funktionella materiel, AFM, vid Link枚pings universitet.

Artikeln: , Arun Haridas Choolakkal, Pentti Niiranen, Samira Dorri, Jens Birch, Henrik Pedersen, Nature Communications 15, 10667 (2024), publicerad online 11 december 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-55007-1

En iriserande fyrkant p氓 ett n盲t.
Olov Planthaber

Kontakt

Forskningsmiljö

Strategiskt forskningsområde

Senaste nytt från LiU

En kvinna i en gul labbrock och bl氓 handskar.

Felreglerade immunceller orsakar tyst inflammation efter hjärtinfarkt

Personer med förträngning i hjärtats kranskärl har en låggradig, okontrollerad inflammation i kroppen, även om de är symtomfria. Fynden pekar mot att särskilda immunceller driver en tyst inflammation som kan öka risken för nya hjärtinfarkter.

En man med skalligt huvud som b盲r glas枚gon och kostym.

Lars Sandman påverkar vårdens prioriteringar

Hur prioriterar vi rättvist när behandlingar är dyra 鈥 men patientgrupperna små? För Lars Sandman har just den frågan stått i centrum, och arbetet har bidragit till konkreta förändringar i hur samhället ser på läkemedel för sällsynta tillstånd.

En grupp m盲nniskor som sitter vid ett bord framf枚r en folkmassa.

Deltagare i FN:s klimatmöten vill se större fokus på genomförande

FN:s klimatförhandlingar kritiseras ofta för att gå för långsamt. En ny studie undersöker vilka förändringar delegater och deltagare vid klimatmötet COP29 vill se. Resultaten visar ett starkt stöd för bättre uppföljning av ländernas klimatåtaganden.