علماء يبتكرون شريحة إلكترونية تعمل في حرارة تتجاوز الحمم البركانية

نجح فريق من الباحثين في جامعة جنوب كاليفورنيا في تطوير شريحة إلكترونية قادرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى 700 درجة مئوية، في إنجاز قد يغير مستقبل صناعة الإلكترونيات ويكسر ما يُعرف ب"الحاجز الحراري".

وعادةً ما تواجه الأجهزة الإلكترونية قيوداً صارمة عند ارتفاع الحرارة، إذ تبدأ في فقدان كفاءتها تدريجياً، وتتوقف تماماً عن العمل عند تجاوز نحو 200 درجة مئوية.

إلا أن الشريحة الجديدة أظهرت قدرة على العمل بكفاءة عند درجات حرارة تفوق حتى الحمم البركانية، دون أي تراجع في الأداء، بحسب تقرير نشره موقع "digitaltrends" واطلعت عليه "العربية Business".

تصميم مبتكر بمواد متقدمة

تعتمد الشريحة على تصميم متعدد الطبقات يشبه السندويتش، حيث تتكون من طبقة علوية من التنغستن، وطبقة وسطى خزفية، وقاعدة من مادة Graphene.

ويكمن السر في طبقة الجرافين، التي تمنع ذرات المعدن من التسلل عبر الطبقة الخزفية، وهي المشكلة الأساسية التي تؤدي عادة إلى حدوث قصر كهربائي في الشرائح التقليدية عند ارتفاع الحرارة.

ووفق الباحثين، فإن التفاعل بين الجرافين والتنغستن يشبه الماء والزيت، حيث لا تلتصق الذرات ببعضها، ما يحافظ على استقرار الشريحة.

المثير أن هذا الاكتشاف جاء بالصدفة، وفق ما أوضحه الباحث الرئيسي جوشوا يانغ، الذي وصف الإنجاز بأنه ثورة في مجال الذاكرة الإلكترونية.

آفاق واعدة للتطبيقات المستقبلية

يفتح هذا التطور الباب أمام استخدامات غير مسبوقة، مثل إرسال أجهزة إلى بيئات قاسية كالكواكب ذات الحرارة المرتفعة، أو تنفيذ عمليات حفر عميقة داخل الأرض، وهي مهام كانت مستحيلة سابقاً بسبب القيود الحرارية.

كما قد تلعب هذه التقنية دوراً مهماً في تسريع أنظمة الذكاء الاصطناعي، إذ يمكن للشريحة تنفيذ عمليات حسابية معقدة فور مرور التيار الكهربائي، ما يعزز السرعة وكفاءة استهلاك الطاقة مقارنة بالتقنيات الحالية.

ورغم أن تحويل هذا الابتكار إلى منتج تجاري لا يزال يحتاج إلى سنوات، فإن الباحثين يؤكدون أن العنصر المفقود في تطوير شرائح تتحمل درجات حرارة عالية قد أصبح متاحاً، ما يمهد الطريق لمرحلة جديدة في عالم الإلكترونيات.