זעיר ומתחוכם: פריצת דרך ישראלית בננו-גבישים
חוקרים מהאוניברסיטה העברית פיתחו ננו-גבישים מוליכים למחצה בעלי תפקוד חשמלי משופר. המחקר מכשיר את הקרקע לפיתוח יישומים נוספים בתחומי האופטיקה והאנרגיה החלופית
חוקרים מהאוניברסיטה העברית הגיעו לפריצת דרך בתחום הננו-טכנולוגיה: הם שינו את תכונותיהם של ננו-גבישים באמצעות הוספה של אטומים. הגילוי יוכל לשמש ליצירת התקנים סולאריים, מוליכים למחצה משופרים, וציוד רפואי זעיר ומתקדם. המחקר מתפרסם השבוע בכתב העת Science ואחראים
עליו פרופ' אורי בנין ותלמיד המחקר דוד מוקטא מהמרכז לננו-מדע.
- בואו להתעדכן בחדשות, סרטונים ותמונות בלעדיות בעמוד הפייסבוק של ynet
"ננו-גבישים הם חלקיקים קטנים מאוד של חומר, שגודלם נע מ-2 עד 10 ננומטר והם מכילים מעשרות ועד אלפי אטומים", מספר בנין. "המיוחד בננו-גבישים הוא הגודל שלהם, שמשפיע על תכונות החומר: אם נחלק גביש רגיל לשני חלקים בני חצי סנטימטר, הרי שלכל חלק יהיו אותן התכונות – אותו צבע, אותה נקודת רתיחה ועוד. אך כשלוקחים חומר לתחום הננומטרי, תכונותיו משתנות כתלות בגודל. הצבע לדוגמא, תלוי בגודל החלקיקים. ניתן ליישם זאת למשל בדיאגנוסטיקה רפואית, על ידי סימון צבעוני של תאים סרטניים".
החוקרים התמקדו במוליכים למחצה, שהם חומרים הנעים בין מתכת שמוליכה חשמל היטב לבין מבודד שלא מוליך כלל. הדרך לשלוט בתכונת המוליכות היא על ידי הוספה של אטומים זרים בריכוז נמוך, המכונים "מאלחים". כך נוצרים מוליכים למחצה שליליים או חיוביים, שהם האלמנט הבסיסי בכל ההתקנים המיקרו-אלקטרונים: מהטרנזיסטורים שבשבבי המחשב ועד לרכיבים הזעירים בטלפון הסלולרי.
ננו-גבישים. בגביש משמאל הנקודה הזוהרת מייצגת את האילוח שתורם אלקטרון אחד לגביש. מימין: גביש המוקף בענן אלקטרונים הנוצר מאילוחים רבים (הדמייה: דוד מוקטא)
הפרויקט התבצע בשיתוף פעולה עם שתי קבוצות נוספות: הקבוצה של פרופ' עודד מילוא מהאוניברסיטה העברית שאחראית הייתה על המדידות הפיזיקליות, ופרופ' ערן רבני וגיא כהן מאוניברסיטת תל אביב שלקחו חלק בפן התיאורטי.
"החידוש שלנו הוא בתחום המוליכים למחצה: למרות שננו-גבישים נחקרים מזה 20 שנה, הרעיון של הכנסת אילוחים לחלקיקים קטנים כל-כך על מנת לשנות את תכונות המוליך למחצה, עדיין לא טופל", מוסיף בנין.
"אנחנו מקווים שהחלקיקים שפיתחנו יוכלו לשמש בהתקנים אלקטרונים חדשים שיהנו מן העובדה שהחלקיקים לא מושפעים רק מן האילוח אלא גם מן הגודל המיוחד. שיטת הייצור של התקנים כאלו יכולה להיות זולה מאוד".
פרופ' אורי בנין
צילום: דגלס גתרי
