Cipurile rezistente la radiații permit construirea unor electronice mult mai durabile

Rezistența componentelor electronice la radiații se dovedește extrem de importantă pentru dispozitivele aflate în orbita terestră sau pe alte planete.

Pentru a funcționa în condiții de siguranță și fiabilitate în medii exterioare, dispozitivele electronice trebuie să fie rezistente la o mare varietate de factori externi, inclusiv la  radiații. De fapt, radiațiile cu energie ridicată pot deteriora mai multe componente ale tranzistoarelor cu efect de câmp (FET) utilizate în mod obișnuit pentru construcția electronicelor, inclusiv canalul lor supraconductor, oxidul de poartă și materialele izolante care îl înconjoară, de exemplu, izolarea sau oxizii substratului.

• Test de cultură generală. Care este diferența dintre emoji și emoticoane?
• Jocul Pokemon Go a colectat în secret date de la utilizatori, dar cu ce scop?

Cercetătorii din întreaga lume au încercat astfel să elaboreze strategii care ar putea face tranzistoarele mai rezistente la radiații. Cu toate acestea, până acum, acest lucru s-a dovedit a fi extrem de dificil și doar câteva dintre tehnicile propuse în trecut au obținut rezultate promițătoare.

Cercetătorii de la Universitatea din Peking, Academia Chineză de Științe și Universitatea Tehnologică din Shanghai au fabricat recent un circuit integrat (IC) întărit la radiații și reparabil, bazat pe tranzistoare de nanotuburi de carbon cu porți de gel ionic. Acest circuit ar putea fi utilizat pentru a construi noi dispozitive electronice care sunt mai rezistente la radiațiile cu energie ridicată, notează Tech Xplore.

„Munca noastră a vizat realizarea unui fel de circuit integrat imun la radiații”, a declarat Zhiyong Zhang, unul dintre cercetătorii care au realizat studiul. „Cerințele legate de dispozitivele electrice rezistente la radiații și circuitele integrate sunt în creștere rapidă datorită evoluțiilor rapide în ceea ce privește explorarea spațială și industria energiei nucleare.”

Realizarea unor circuite rezistente la radiații

Majoritatea strategiilor propuse anterior pentru a face electronicele mai rezistente la radiații sunt concepute pentru a întări numai componentele individuale ale unei piese electronice. Ca urmare, utilizarea acestora pentru a crea tranzistoare și circuite integrate care sunt complet rezistente la radiații poate fi dificilă.

Zhang și colegii săi au propus o nouă strategie care permite realizarea de tranzistoare și circuite integrate care sunt complet imune la daunele cauzate de radiații. Abordarea pe care au conceput-o presupune în esență reproiectarea tuturor părților vulnerabile ale și utilizarea de noi materiale care sunt mai rezistente la radiații. În plus, cercetătorii au introdus o metodă de recuperare a FET-urilor printr-un proces de tratament termic cunoscut sub numele de recoacere, pe care l-au efectuat la temperaturi moderate.

În viitor, metoda de fabricare a tranzistoarelor și circuitelor integrate rezistente la radiațiile cu energie ridicată, concepută de această echipă de cercetători ar putea permite dezvoltarea de electronice durabile și mai robuste care pot funcționa în medii neobișnuite și potențial problematice. De exemplu, IC-ul pe care l-au dezvoltat ar putea fi folosit pentru a crea electronice care pot fi trimise în spațiu sau dispozitive pentru centralele nucleare.

Studiul a fost publicat în Nature Electronics.

Citește și:

Samsung începe producția unor noi cipuri LPDDR5 pe cea mai mare linie de producție din lume

Xiaomi vrea să își producă singur cipurile pentru smartphone-uri

Intel a suferit un atac cibernetic. Hackerii au făcut publice detalii despre cipurile companiei

Apple cumpără divizia de modem-uri de la Intel cu 1 miliard de dolari. Îşi va dezvolta propriile cipuri în viitor