นักวิทยาศาสตร์จีนค้นพบวิธีผลิต ‘อินเดียมซีลีไนด์’ จำนวนมาก ปูทางสู่ชิปแห่งอนาคต

สำนักข่าวบริคอินโฟ – ตามรายงานของสำนักข่าวซินหัว ระบุว่า นักวิทยาศาสตร์จากประเทศจีนได้ประสบความสำเร็จในการพัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการผลิต อินเดียมซีลีไนด์ (indium selenide) ซึ่งเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์คุณภาพสูงในระดับอุตสาหกรรม การค้นพบครั้งนี้ถือเป็นการเปิดประตูสู่การผลิตชิปรุ่นใหม่ที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่าเทคโนโลยีชิปซิลิคอนในปัจจุบัน ซึ่งกำลังเข้าใกล้ขีดจำกัดทางกายภาพ

งานวิจัยชิ้นสำคัญนี้เผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสาร ไซแอนซ์ (Science) โดยเป็นผลงานของทีมนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยปักกิ่ง (Peking University) และ มหาวิทยาลัยเหรินหมินแห่งประเทศจีน (Renmin University of China) วงจรรวม (integrated circuits) ถือเป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีข้อมูลสมัยใหม่ และการค้นพบวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำจึงเป็นเป้าหมายสำคัญของการวิจัยและพัฒนาทั่วโลก

เดิมทีอินเดียมซีลีไนด์ถูกจัดว่าเป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ชั้นเยี่ยม แต่ความท้าทายหลักอยู่ที่การผลิตในปริมาณมากโดยยังคงรักษาคุณภาพสูงไว้ได้ ซึ่งเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้งานในวงจรรวมได้อย่างแพร่หลาย ศาสตราจารย์หลิวไคฮุย (Liu Kaihui) จากคณะฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยปักกิ่ง (Peking University) อธิบายว่าความท้าทายสำคัญคือการควบคุมอัตราส่วนอะตอมของอินเดียมและซีลีเนียมให้เป็น 1:1 อย่างแม่นยำในระหว่างกระบวนการผลิต

ทีมวิจัยได้พัฒนาวิธีการโดยการให้ความร้อนกับฟิล์มอินเดียมซีลีไนด์ที่ยังไม่มีโครงสร้างผลึกที่สมบูรณ์ และอินเดียมที่อยู่ในสถานะของแข็งในสภาพแวดล้อมแบบปิด เมื่ออินเดียมระเหยออกมา อะตอมจะก่อตัวเป็นชั้นของเหลวที่อุดมไปด้วยอินเดียมบริเวณขอบของฟิล์ม กระบวนการนี้ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของผลึกอินเดียมซีลีไนด์คุณภาพสูงที่มีโครงสร้างอะตอมที่เป็นระเบียบในที่สุด ศาสตราจารย์หลิวไคฮุย กล่าวเสริมว่าวิธีนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอัตราส่วนอะตอมที่ถูกต้องของอินเดียมและซีลีเนียม และสามารถเอาชนะอุปสรรคสำคัญในการเปลี่ยนอินเดียมซีลีไนด์จากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานทางวิศวกรรมจริงได้

จากความสำเร็จนี้ ทีมงานสามารถผลิตแผ่นเวเฟอร์อินเดียมซีลีไนด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 เซนติเมตรได้สำเร็จ และยังสามารถสร้างแผงทรานซิสเตอร์ประสิทธิภาพสูงในปริมาณมาก ซึ่งพร้อมสำหรับการนำไปใช้ในอุปกรณ์วงจรรวมได้ทันที ความก้าวหน้าครั้งนี้ถือเป็นการปูทางสำหรับการพัฒนา ชิปรุ่นถัดไป ที่มีประสิทธิภาพสูงและใช้พลังงานต่ำ ซึ่งคาดว่าจะถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในหลากหลายสาขาเทคโนโลยีล้ำสมัย อาทิ ปัญญาประดิษฐ์ (AI), การขับขี่อัตโนมัติ, และ อุปกรณ์เชื่อมต่ออัจฉริยะ ในอนาคต