Сенсация: чипы будут делать из песка

Новая техника производства кремния поможет сделать этот технологически важный элемент дешевле. Она же может подсказать инженерам новые способы изготовления чипов. Тошиюки Нохира и его коллеги из университета Киото нашли способ с помощью электричества лишать кварц кислорода, добывая кремний...

Новая техника производства кремния поможет сделать этот технологически важный элемент дешевле. Она же может подсказать инженерам новые способы изготовления чипов. Тошиюки Нохира и его коллеги из университета Киото нашли способ с помощью электричества лишать кварц кислорода, добывая кремний напрямую из его природного оксида. Это в перспективе позволит получать кремний из самых разных источников, в том числе прямо из песка.

•	Кварцевая пластинка на глазах превращается в кремниевую

Если учесть, что таким способом можно превращать в кремний маленькие кусочки, эта техника будет очень полезной для полупроводниковой промышленности. Дело в том, что компьютерный чип – сеть кремниевых структур (кремний проводит электричество), погруженных в слой диоксида кремния, который электричество не проводит. Эти структуры создаются из куска чистого кремния, часть которого при обработке кислородом превращается в оксид. Обратный путь, к сожалению, невозможен.

Промышленное производство кремния дорого и требует создания экстремальных условий. Силикат растапливается в печи при температуре около 1700 градусов, после чего вступает в реакцию с углеродом. В результате этой реакции получается нечистый кремний. Высококачественный кремний получают, растапливая химически очищенный кремний и давая ему медленно кристаллизоваться.

Нохира и его коллеги научились превращать силикат в кремний без растапливания. Они поместили кусок силиката – кварцевую пластинку – в емкость с расплавленным хлоридом кальция (температура 850 градусов) и пропустили сквозь металлическую проволоку, касающуюся кварца, электрический ток. В тех местах, где металл касался кварца, атомы кислорода превратились в ионы, которые растворились в расплавленной соли – и кварц медленно превратился в кремний. Вновь образовавшийся кремний тут же начинает проводить электричество, так что реакция распространяется от точки контакта все дальше. Чтобы превратить в кремний только часть силиката, нужно просто дотронуться проволочкой до нужного места. Впрочем, ученым еще предстоит это продемонстрировать.

Полученный таким образом кремний испещрен полостями и ломок, поэтому его приходится перерабатывать. Но при нынешних технологиях это приходится делать в любом случае. Исследователи надеются снизить температуру процесса до 500 градусов, используя расплавленную смесь солей.