Karbon Dioksida Superkritis

Produsen chip komputer menghadapi beberapa tantangan berat: satu lingkungan, yang lain murni teknis. Setiap tahun, pabrik pembuat chip biasa menyedot sekitar empat juta galon air ultra murni dan menggunakan lautan bahan kimia beracun untuk menggosok dan menyiapkan microchip untuk digunakan. Pada saat yang sama, perusahaan-perusahaan dalam industri yang sangat kompetitif mencoba untuk lebih mengecilkan transistor dan perangkat lain pada chip untuk terus membuat komputer dan mikroelektronika lainnya lebih murah dan lebih cepat. Solusi untuk kedua tantangan ini bisa datang dari sumber yang tidak terduga: karbon dioksida.



Karbon dioksida telah lama menjadi musuh para pencinta lingkungan karena perannya dalam pemanasan global, tetapi dalam kondisi yang tepat—yaitu, tekanan tinggi dan suhu yang tepat—karbon dioksida merupakan salah satu pelarut alam yang terbaik dan paling ramah lingkungan. Pecinta kopi tanpa kafein, misalnya, mendapat manfaat dari kemampuannya menghilangkan kafein dari biji kopi. Selama beberapa tahun terakhir, karbon dioksida juga telah membuat terobosan dalam industri dry-cleaning, memberikan alternatif pembersihan yang aman untuk perchloroethylene kimia. Tetapi di bagian depan teknologi tinggi karbon dioksida dapat membuat dampak terbesarnya. Ada peluang besar, kata ahli kimia University of North Carolina Joseph DeSimone. Saya yakin bahwa karbon dioksida akan mendominasi beberapa langkah kunci dalam mikroelektronika.

Mengatasi Minyak

Cerita ini adalah bagian dari edisi Januari 2002 kami





  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Karbon dioksida dapat menyediakan industri semikonduktor dengan cara yang lebih ramah lingkungan untuk menggosok silikon, tetapi juga dapat memungkinkan miniaturisasi sirkuit terpadu yang berkelanjutan. Dan itu berarti komputer dan elektronik konsumen yang lebih cepat dan lebih murah. Sudut lingkungan akan membuat [pembuat chip] terlihat bagus, tetapi mereka tidak akan memperlengkapi kembali hanya atas dasar itu, kata Craig Taylor, peneliti cairan superkritis di Laboratorium Nasional Los Alamos di New Mexico. Yang menarik bagi industri adalah bahwa karbon dioksida superkritis mungkin merupakan teknologi yang memungkinkan untuk pergi ke dimensi yang lebih kecil.

Para ilmuwan telah mengetahui selama lebih dari satu abad bahwa pada 75 kali tekanan atmosfer dan 31 C, karbon dioksida masuk ke keadaan aneh yang disebut ahli kimia superkritis. Dalam keadaan ini, bentuk cair dan gas karbon dioksida menjadi tidak dapat dibedakan: mereka bergabung menjadi satu cairan dengan sifat yang tidak biasa. Di antara yang paling aneh, viskositas cairan turun menjadi hampir tidak ada dan tegangan permukaannya menjadi nol. Viskositas rendah berarti mengalir dengan sangat baik dengan resistansi rendah, dan tegangan permukaan nol berarti permukaan fluida tidak melengkung di tepinya dan menempel di sisi wadahnya. Hasil akhirnya: karbon dioksida superkritis dapat mengalir ke celah dan sudut yang sangat kecil sehingga pelarut cair lainnya akan menggumpal.

Para peneliti di Los Alamos, University of North Carolina dan di tempat lain telah menjajaki kemungkinan bahwa menggunakan karbon dioksida superkritis atau karbon dioksida cair yang melayang tepat di bawah keadaan superkritis dapat membuat mereka membuat fitur pada microchip pada tingkat resolusi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Dalam fotolitografi, proses dasar yang digunakan dalam pembuatan chip, photoresist (bahan peka cahaya yang menutupi chip silikon) terkena cahaya yang disinari melalui topeng; photoresist yang terpapar kemudian dicuci, meninggalkan pola pada silikon. Teknologi yang ada biasanya menggunakan larutan air untuk membersihkan photoresist. Tetapi strukturnya menjadi sangat kecil sehingga tegangan permukaan air yang tinggi itu sendiri dapat merusak, jelas DeSimone. Sama seperti madu yang dituangkan di atas rumah kartu, air dapat meruntuhkan fitur silikon yang halus. Karbon dioksida superkritis dapat menyapu struktur tanpa menghancurkannya.



Karbon dioksida juga dapat menyediakan cara untuk meletakkan kabel tembaga ultra tipis yang digunakan dalam microchip terbaik saat ini. Jim Watkins dan rekan-rekannya di University of Massachusetts baru-baru ini menemukan bahwa mereka dapat melarutkan senyawa logam dalam karbon dioksida dan menuangkan larutan tersebut ke sudut dan celah sempit yang terukir ke dalam silikon untuk membentuk kabel. Ketika para peneliti menambahkan gas hidrogen, senyawa melepaskan beban logamnya ke permukaan silikon untuk menciptakan interkoneksi berkualitas tinggi yang lebih tipis dari 100 nanometer.

Jika karbon dioksida dapat membersihkan manufaktur chip, itu bisa memberikan situasi win-win klasik bagi mereka yang menyeimbangkan dampak lingkungan dan kinerja manufaktur di industri teknologi tinggi. Produsen akan dapat terus memproduksi chip dengan fitur menyusut yang dibutuhkan untuk komputer yang lebih cepat di masa depan. Dan orang-orang di Lembah Silikon dapat menghemat persediaan air mereka untuk membuat latte tanpa kafein.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan