TWOJA PRZEGLĄDARKA JEST NIEAKTUALNA.
Wykryliśmy, że używasz nieaktualnej przeglądarki, przez co nasz serwis może dla Ciebie działać niepoprawnie. Zalecamy aktualizację lub przejście na inną przeglądarkę.
Lampy elektronowe w nanoskali? Prof. Teodor Gotszalk z Katedry Nanometrologii na Wydziale Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki wspólnie z naukowcami w Berkeley będzie pracował nad konstrukcją takich układów nanoelektronicznych.
Profesor, który jest ekspertem w zakresie nanometrologii (czyli pomiarów mikro- i nanostruktur) został stypendystą Fundacji Kościuszkowskiej, wspierającej wymianę naukową między Polską a USA. Dzięki funduszom organizacji nasi naukowcy mają możliwość prowadzić badania na takich renomowanych uczelniach jak Uniwersytet Stanforda, Harvard, Yale, MIT czy właśnie Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley.
Twórcza atmosfera Berkeley
– W Berkeley byłem wielokrotnie, praktycznie przy okazji każdej wizyty w Ameryce, również w czasie stypendium Programu Fulbrighta, które spędziłem na Uniwersytecie w Albany. Udało mi się kilkukrotnie prezentować nasze wyniki, poznałem wielu życzliwych uczonych, którzy znajdowali czas, aby ze mną porozmawiać i wymienić doświadczenia. Za każdym razem wracałem stamtąd z głową pełną najróżniejszych pomysłów, bardziej lub mniej szalonych, a pod koniec lat 90. nawet z walizkami pełnymi skserowanych różnych prac naukowych – przyznaje prof. Teodor Gotszalk, kierownik Katedry Nanometrologii.
Dodaje, że bardzo odpowiada mu panująca tam atmosfera naukowego niepokoju i swobody. – Pamiętam taki obrazek sprzed kilkunastu lat. Wyszedłem z jednego budynku na kampusie Berkeley i zobaczyłem na trawniku grupki studentów, każdy z nich coś czytał. Aż wstyd było nie mieć w ręce żadnej książki – mówi profesor.
Naukowiec planuje wyjechać do Berkeley w styczniu przyszłego roku. Będzie współpracować z tamtejszymi laboratoriami na Wydziale Inżynierii Materiałowej oraz z pobliskim Lawrence Berkeley National Laboratory, a konkretnie z utworzonym tam Narodowym Centrum Mikroskopii Elektronowej (National Center for Electron Microscopy).
Lampa w bańce próżniowej
Wyjazd prof. Gotszalka związany jest z nowym kierunkiem badań rozpoczętym w Katedrze Nanometrologii. Zespół z Politechniki Wrocławskiej chce za pomocą technik mikroskopii elektronowej konstruować próżniowe układy nanonelektroniczne – rodzaj nanolamp, których budowa nawiązuje do dawnych lamp próżniowych.
– Te klasyczne lampy, wyglądające jak żarzące się bańki, są znane i wykorzystywane w elektronice od wielu lat. Absolutnie nie chodzi nam o rozwój pieców akustycznych, które za pewne każdy już w swoim życiu widział. Zamierzamy zbudować lampy za pomocą wiązki elektronowej w nanoskali. Małe struktury będą potrafiły pracować przy nadzwyczaj małych napięciach zasilania, będą o niebo szybsze i będą mogły działać w układach zintegrowanych. Uzyskamy efekty, które były niemożliwe do otrzymania w klasycznych rozwiązaniach – mówi profesor Gotszalk.
Dodaje, że jego zespół zamierza pracować na zastosowaniami tego typu układów w roli chłodnic elektronoemisyjnych. Według szacunków powinny one poradzić sobie ze schłodzeniem odpowiednio izolowanych termicznie pojedynczych nanostruktur, takich jak chociażby tranzystory, a może nawet pojedyncze kubity.
W dziedzinie nanostruktur zespół profesora Gotszalka nawiązał już wielowymiarową współpracę m.in. z Technical University Ilmenau w Niemczech, z ETH Zurich w Szwajcarii czy Instytutem Mikroelektroniki i Fotoniki Sieci Badawczej Łukasiewicz w Warszawie.
Na Uniwersytecie w Berkeley planuje badać za pomocą tamtejszej aparatury i technologii struktury zaprojektowane na Politechnice. – Elementy, które tworzą te nanolampy, mają bardzo ciekawe właściwości, które w naszym laboratorium obserwujemy naszymi metodami. Natomiast w Berkeley chcemy te właściwości zobaczyć z wykorzystaniem zawansowanej mikroskopii elektronowej. Dr Frances Allen z grupy prof. Andrew Minera już takie pierwsze badania przeprowadzała z naszymi partnerami z Niemiec, dlatego zespół z Berkeley już wie, nad czym pracujemy – wyjaśnia profesor.
Rodzynki w cieście
Naukowiec tłumaczy, że elektroniczne nanostruktury osadzane za pomocą wiązki elektronowej można porównać do rodzynków w cieście.
– Rodzynki to nanoziarna metalu, a ciasto to układ węglowy, który w zależności od procesu może przyjmować różną strukturę, wydaje się, że dla nas najlepszym układem byłyby fulereny spajające metalowe ziarenka. W zależności od struktury takiego układu zmieniają się właściwości elektryczne mierzone na zaciskach układu, co już udało się nam zauważyć na Politechnice Wrocławskiej. A jak się układa struktura węglowa? No właśnie to jest warte dokładnego zbadania – uważa naukowiec z PWr.
Ma nadzieję, że jego pobyt na Uniwersytecie w Berkeley przyczyni się nie tylko do dalszego rozwoju badań nad nanolampami, ale również pozwoli młodym naukowcom z kierowanej przez siebie katedry na nawiązanie trwałej współpracy z zespołem w USA i kilkoma ośrodkami europejskimi
– We wrześniu tego roku, jak sytuacja pandemiczna na świecie się uspokoi, planujemy zorganizować we Wrocławiu międzynarodową konferencję EUFN 2021, poświęconą technologiom jonowym z udziałem specjalistów z różnych krajów, między innymi także i z USA – zapowiada prof. Gotszalk.
Dodaje, że w tak zawansowanej dziedzinie, jaką jest nanoelektronika, nie ma możliwości, żeby w jednym laboratorium zgromadzić wszystkie technologie i uchwycić całą światową wiedzę.
– Współpraca między ośrodkami jest niezbędna. Różne grupy znają się świetnie na konkretnych zagadnieniach i nie muszą zgłębiać technologii, którą już ktoś opracował. Lepiej korzystać z doświadczeń innych i dzielić się swoimi. Tak to działa w świecie nauki, a przynajmniej powinno – uważa kierownik Katedry Nanometrologii.
Iwona Szajner
Przeczytaj też:
