การค้นพบที่ไม่คาดคิดจากการวิจัยด้านพลังงานนิวเคลียร์
ทีมนักวิจัยจาก MIT (Massachusetts Institute of Technology) ที่กำลังศึกษาเพื่อหาวิธีตรวจสอบการกัดกร่อนและการแตกร้าวภายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ ได้พบสิ่งที่พวกเขาไม่คาดคิดมาก่อน การค้นพบครั้งนี้อาจมีบทบาทสำคัญต่อการพัฒนา microelectronics รุ่นใหม่ ซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงกับสมาร์ตโฟนและคอมพิวเตอร์ในอนาคต
งานวิจัยนี้ถูกตีพิมพ์ลงในวารสาร Scripta Materialia โดยใช้ลำแสงเอกซ์เรย์พลังงานสูงที่มีความเข้มข้นมาก เพื่อจำลองสภาวะรังสีที่รุนแรงซึ่งเกิดขึ้นจริงในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
เทคนิคที่พลิกโฉม Strain Engineering
นักวิจัยทดสอบกับ นิกเกิล (Nickel) ซึ่งเป็นโลหะที่ใช้กันทั่วไปในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่สิ่งที่พวกเขาพบเกินกว่าที่ตั้งใจไว้ เพราะนอกจากจะช่วยเฝ้าดูการแตกร้าวของวัสดุได้แบบเรียลไทม์แล้ว ยังพบว่าลำแสงเอกซ์เรย์สามารถใช้ปรับแต่ง “strain” หรือแรงตึงภายในโครงสร้างผลึกของวัสดุได้อย่างแม่นยำ
เทคนิคนี้สอดคล้องกับกระบวนการที่เรียกว่า Strain Engineering ซึ่งปัจจุบันใช้ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เพื่อปรับปรุงสมบัติทางไฟฟ้าและแสงของวัสดุให้ดียิ่งขึ้น การค้นพบของ MIT จึงอาจเป็นการเปิดประตูไปสู่เทคนิคใหม่ ที่สามารถใช้เอกซ์เรย์ “ปรับแต่ง” strain ของวัสดุในระหว่างการผลิตไมโครชิปได้โดยตรง
Ericmoore Jossou ผู้เขียนหลักของงานวิจัยนี้กล่าวว่า
“แม้ว่าเป้าหมายของเราจะไม่ใช่เรื่อง microelectronics แต่เทคนิคนี้ก็เหมือนเราได้ผลลัพธ์สองอย่างในงานเดียวกัน ทั้งช่วยเฝ้าดูการเสื่อมสภาพของวัสดุ และยังใช้เพิ่มประสิทธิภาพให้กับวงการชิปได้ด้วย”
ประโยชน์ต่อวงการ Microelectronics
ผลการทดลองยืนยันว่า การฉายลำแสงเอกซ์เรย์เป็นเวลานานช่วยให้แรงภายในผลึกของวัสดุค่อย ๆ คลายตัว ทำให้นักวิจัยสามารถสร้างภาพ 3 มิติของผลึกได้อย่างแม่นยำขณะถูกแรงกดหรือแรงดึง ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่เคยทำได้มาก่อน
สำหรับวงการ microelectronics การควบคุม strain ในระดับผลึกได้ละเอียดและแม่นยำเช่นนี้ อาจหมายถึงการพัฒนาชิปที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น กินพลังงานน้อยลง และอาจต่อยอดไปถึงสมาร์ตโฟน คอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ AI รุ่นใหม่ที่ทำงานได้รวดเร็วกว่าเดิมหลายเท่า
บทสรุป
แม้งานวิจัยนี้จะเริ่มต้นจากการหาวิธีป้องกันความเสียหายในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่กลับกลายเป็นการค้นพบที่อาจเปลี่ยนแปลงอนาคตของเทคโนโลยี microelectronics อย่างสิ้นเชิง การนำเทคนิคนี้ไปใช้จริงในสายการผลิตชิป อาจช่วยยกระดับประสิทธิภาพของสมาร์ตโฟนและคอมพิวเตอร์ในยุคถัดไปได้แบบก้าวกระโดด
ที่มา: Notebookcheck
