• אודות
  • כנסים ואירועים
  • צור קשר
  • הצטרפות לניוזלטר
  • TapeOut Magazine
  • ChipEx
  • סיליקון קלאב
  • Jobs
מבית
EN
Tech News, Magazine & Review WordPress Theme 2017
  • עיקר החדשות
    מנכ"ל אנבידיה ג'נסן הואנג מציג את מעבדי בלאקוואל סופר צ'יפ. צילום יחצ

    ג'נסן הואנג: אנבידיה צפויה לעצור השקעות נוספות ב־OpenAI וב־Anthropic

    ליתוגרפיה בייצור שבבים. אילוסטרציה: depositphotos.com

    סין מתכננת לבנות “ASML סינית” כדי לצמצם את הפער בתעשיית השבבים אך נתקלת בקשיים

    פסל ענק בגו'אראט. אילוסטרציה: depositphotos.com

    הודו מאיצה את מהלך השבבים: גוג'ראט מכוונת להיות שער הסיליקון של המדינה

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע  שאגת הארי

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע שאגת הארי

    נשיא טאיוואן לאי צ’ינג־דה נפגש עם משלחת איגוד תעשיית השבבים האמריקני (SIA) בארמון הנשיאות בטאיפיי, 2 במרץ 2026. קרדיט: לשכת נשיא טאיוואן (Presidential Office, Taiwan)

    נשיא טאיוואן נפגש עם משלחת SIA: “נבנה שרשראות אספקה אמינות בעידן ה-AI”

    ג'ון נויפר, יו"ר SIA בכנס ChipEx2022

    איגוד השבבים האמריקני מתנגד לחוק חדש שיחייב מנגנוני אבטחה בשבבי AI

  • בישראל
    כיכר אנרלאב בטהראן, השבוע. צילום מתוך ויקישיתוף. By Tasnim News Agency, CC BY 4.0

    העימות במזרח התיכון מעלה חשש לשיבושים בשרשרת האספקה של תעשיית השבבים

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע  שאגת הארי

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע שאגת הארי

    שלוחת טאואר סמיקונדקטור בנתניה. צילום מתוך אתר החברה

    מצב החירום בישראל משבש משלוחי טאואר; הזמנות שבבים עוברות לטאיוואן ומייקרות את מחירי הייצור

    חברת קווליטאו מנצלת את המומנטום לגיוס 225 מליון שקל

    מפעל UCT בנוף הגליל. צילום יחצ

    מפעל UCT ישראל: הייצור בישראל לא מפסיק, גם במבצע "שאגת הארי"

    מתקן הייצור החדש של אלביט ו-TKMS בצפון הארץ, לייצור רכיבים מבניים תת־ימיים מ-GRP לצוללות. קרדיט: אלביט מערכות / חיל הים,

    ישראל מקימה קו ייצור ראשון לרכיבי צוללות תת־ימיים עם TKMS ואלביט

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
  • עיקר החדשות
    מנכ"ל אנבידיה ג'נסן הואנג מציג את מעבדי בלאקוואל סופר צ'יפ. צילום יחצ

    ג'נסן הואנג: אנבידיה צפויה לעצור השקעות נוספות ב־OpenAI וב־Anthropic

    ליתוגרפיה בייצור שבבים. אילוסטרציה: depositphotos.com

    סין מתכננת לבנות “ASML סינית” כדי לצמצם את הפער בתעשיית השבבים אך נתקלת בקשיים

    פסל ענק בגו'אראט. אילוסטרציה: depositphotos.com

    הודו מאיצה את מהלך השבבים: גוג'ראט מכוונת להיות שער הסיליקון של המדינה

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע  שאגת הארי

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע שאגת הארי

    נשיא טאיוואן לאי צ’ינג־דה נפגש עם משלחת איגוד תעשיית השבבים האמריקני (SIA) בארמון הנשיאות בטאיפיי, 2 במרץ 2026. קרדיט: לשכת נשיא טאיוואן (Presidential Office, Taiwan)

    נשיא טאיוואן נפגש עם משלחת SIA: “נבנה שרשראות אספקה אמינות בעידן ה-AI”

    ג'ון נויפר, יו"ר SIA בכנס ChipEx2022

    איגוד השבבים האמריקני מתנגד לחוק חדש שיחייב מנגנוני אבטחה בשבבי AI

  • בישראל
    כיכר אנרלאב בטהראן, השבוע. צילום מתוך ויקישיתוף. By Tasnim News Agency, CC BY 4.0

    העימות במזרח התיכון מעלה חשש לשיבושים בשרשרת האספקה של תעשיית השבבים

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע  שאגת הארי

    שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע שאגת הארי

    שלוחת טאואר סמיקונדקטור בנתניה. צילום מתוך אתר החברה

    מצב החירום בישראל משבש משלוחי טאואר; הזמנות שבבים עוברות לטאיוואן ומייקרות את מחירי הייצור

    חברת קווליטאו מנצלת את המומנטום לגיוס 225 מליון שקל

    מפעל UCT בנוף הגליל. צילום יחצ

    מפעל UCT ישראל: הייצור בישראל לא מפסיק, גם במבצע "שאגת הארי"

    מתקן הייצור החדש של אלביט ו-TKMS בצפון הארץ, לייצור רכיבים מבניים תת־ימיים מ-GRP לצוללות. קרדיט: אלביט מערכות / חיל הים,

    ישראל מקימה קו ייצור ראשון לרכיבי צוללות תת־ימיים עם TKMS ואלביט

  • מדורים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית (AI/ML)
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫שבבים‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • תקשורת מהירה
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
  • מאמרים ומחקרים
  • צ'יפסים
  • Chiportal Index
    • Search By Category
    • Search By ABC
No Result
View All Result
Chiportal
No Result
View All Result

בית מאמרים ומחקרים מאמרים טכניים אור וחומר: אינטראקציה מוגברת

אור וחומר: אינטראקציה מוגברת

מאת הטכניון
20 אוגוסט 2018
in מאמרים ומחקרים, מאמרים טכניים
FIG2 300x2741
Share on FacebookShare on TwitterLinkedinWhastsapp

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה חדשנית להגברת יעילותם של התקנים אלקטרואופטיים כגון פוטואלקטרודות לפירוק מים

 חתך רוחב סכמתי של המבנה הרב-שכבתי בהתקן שפותח ע"י דר' חן דותן, ותמונה של התקנים בעלי שכבות בעוביים שונים.

חוקרים בטכניון פיתחו שיטה חדשנית להגברת יעילותם של התקנים אלקטרואופטיים, וזאת באמצעות הגברת האינטראקציה בין אור לחומר. כתב העת היוקרתי Advanced Materials מדווח כי השיטה יושמה בהצלחה בייצור תא סולארי פוטואלקטרוכימי המשמש להפקת מימן ממים בעזרת אנרגיית השמש.

את המחקר ערכו הדוקטורנט אסף קיי והפוסט-דוקטורנטית ד"ר ברברה שרר בהנחיית ראש קבוצת המחקר, פרופ' אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים. החוקרים פיתחו שיטה חדשה לייצור מטא-חומרים המגבירים את האינטראקציה בין אור וחומר בשכבות דקות מאוד. חומרים אלה עשויים ממבני-על רב-שכבתיים המשלבים שכבות דקות של מתכות ותחמוצות מוליכות למחצה. כאמור, השיטה יושמה בהצלחה בהפקת מימן ממים.

 

מימן נחשב לדלק מבטיח כיוון שהשימוש בו אינו מזהם. הוא מיוצר על ידי פירוק מים באמצעות אנרגיית השמש בתהליך הנקרא פוטואלקטרוליזה. בתהליך זה נבלעים פוטונים מהשמש בחומר מוליך-למחצה ומעבירים את האנרגיה שלהם לאלקטרונים בחומר הבולע את הקרינה. אלקטרונים אלה משמשים לפירוק המים למימן וחמצן (H2O à H2 + ½O2). זאת על ידי ניתוק הקשר הכימי בין אטומי המימן (H) והחמצן (O) במולקולת המים (H2O).

הבעיה היא שבתהליכי פוטואלקטרוליזה עלולים האלקטרונים לאבד את האנרגיה שקיבלו מהפוטונים עוד לפני שהספיקו לפרק את המים. תופעה זו, הקרויה רקומבינציה, פוגעת ביעילות ההמרה של אנרגיית השמש למימן. לכן ברור הצורך להגביר את היחס בין קצב הריאקציה האלקטרוכימית המפרקת את המים לקצב הרקומבינציה.

פוטואלקטרוליזה מתבצעת על ידי פוטואלקטרודות הבולעות את האור ומפרקות את המים. אותן פוטואלקטרודות נדרשות לבלוע פוטונים בספקטרום רחב ככל האפשר ולעמוד בתנאי סביבה עוינים בתמיסות קורוזיביות. בנוסף חשוב שיופקו מחומרים זולים, נפוצים ולא רעילים. בשל מורכבותם של אתגרים אלה, במשך שנים רבות לא פותחו פוטואלקטרודות יעילות, יציבות וזולות.

בשנת 2012 הציגו פרופ' רוטשילד וד"ר חן דותן, בכתב העת Nature Materials, פיתוח של פוטואלקטרודות המבוססות על תחמוצת ברזל, המהווה מרכיב מרכזי בחלודה. פוטואלקטרודות אלה, שפעלו על כליאת אור בשכבות דקות, הפגינו יתרונות משמעותיים על אלה הקיימות.

אולם השיטה שפורסמה ב-2012 יצרה אתגרים חדשים, הקשורים בעמידותה של המראה – שכבת החזר-האור הנמצאת מתחת לתחמוצת. שכבה זו עשויה מאלומיניום או מכסף – חומרים הנוטים להתחמצן או להשחיר, בהתאמה, וכך לאבד את יעילותם בהחזרת אור. בטמפרטורות גבוהות, החיוניות בייצור הפוטואלקטרודה, מואצים תהליכים אלה והורסים את אותה שכבה. בעקבות זאת פיתח ד"ר דותן התקן רב-שכבתי ובו שכבות הגנה שונות המונעות התחמצנות והשחרה של המראה. עם זאת, ייצורו של ההתקן היה עד כה מסובך מאוד.

במחקר הנוכחי פיתחו אסף קיי וד"ר ברברה שרר שיטת ייצור חדשנית ההופכת את סדר שיקוע השכבות בהפקת ההתקן. בשיטה זו משוקעת תחמוצת הברזל על גבי פיסת סיליקון לפני שיקוע שכבת המתכת שמעליה – המראה. תהליך זה מונע את חימצון המתכת, שאותה אפשר לשקע ללא נוכחות חמצן ובטמפרטורה נמוכה.

אולם השיטה החדשה יצרה בעיה חדשה: היא מיקמה את המראה מעל תחמוצת הברזל – בניגוד למבנה הנדרש בהתקן. לכן הוסיפו החוקרים שלב נוסף בייצור, שבו הם הופכים את המבנה שנוצר, מדביקים אותו במהופך לפיסת סיליקון נוספת ומסירים את פיסת הסיליקון הראשונה כדי לחשוף את תחמוצת הברזל ששוקעה עליה. (תהליך זה מתואר באיור 2. )

הסרת פיסת הסיליקון הראשונה נעשתה בשילוב תהליכי איכול רטובים ויבשים המשמשים בתהליך הייצור של צ'יפים למיקרואלקטרוניקה. בתהליכים אלו נדרשת זהירות מירבית כדי שתחמוצת הברזל הדקיקה, שעוביה כ-10 ננומטרים בלבד, לא תיפגע. חשוב להימנע גם מסדקים מיקרוסקופיים העלולים להיווצר בתהליך זה. לשם כך פותח בטכניון תהליך ייצור ייחודי שבו נעשה שימוש בשכבות הגנה של סיליקה (SiO2) ואלומינה (Al2O3), כמוצג באיור 2. תהליך זה פותח בעזרת הצוות המקצועי במרכז לננואלקטרוניקה ע"ש שרה ומשה זיסאפל ובמרכז למיקרואלקטרוניקה ע"ש וולפסון בטכניון.

התהליך שפותח הודגם בייצורו של תא סולרי פוטו-אלקטרוכימי לפירוק מים, המבוסס על שכבה דקיקה של תחמוצת ברזל (בעובי של כ-10 ננומטרים) על גבי מראה יציבה מסגסוגת כסף וזהב. מעבר לדוגמה ספציפית זו, שהוצגה במאמר המתפרסם ב-Advanced Materials, התהליך החדש מהווה פריצת דרך בייצור ופיתוח מטא-חומרים המשלבים שכבות מתכת, תחמוצות מוליכות למחצה וחומרים מבודדים ליצירת התקנים אלקטרואופטיים ומבנים ננופוטוניים חדשניים.

המחקר שהוביל לפריצת הדרך הנוכחית נערך בהדרכתו של פרופ' אבנר רוטשילד מהפקולטה למדע והנדסה של חומרים בטכניון במימון קרן המחקר היוקרתית(ERC) של האיחוד האירופי במסגרת תכנית FP7. החוקרים מודים לקרנות המחקר שמימנו את העבודה: ERC וקרן מארי קירי (שמימנה את העסקתם של הפוסט-דוקטורנטים ד"ר ברברה שרר וד"ר דניאל גרבה), המרכז לננואלקטרוניקה ע"ש שרה ומשה זיסאפל והמרכז למיקרואלקטרוניקה ע"ש וולפסון, שם התבצעו התהליכים העיקריים בפיתוח שיטת הייצור החדשה.

למאמר המלא לחצו כאן

{loadposition content-related}
הטכניון

הטכניון

נוספים מאמרים

אורביטל דייסון לקליטת אלקטרון, שחושב באמצעות חומרה קוונטית. קרדיט: IBM ואוניברסיטת מנצ'סטר.
מיחשוב קוונטי

IBM וחוקרים מאירופה יצרו מולקולה חדשה, והמחשוב הקוונטי סייע לפענח את המבנה האלקטרוני שלה

מקדש לונגשאן בטאייפה. שוויון מגדרי
‫שבבים‬

מעבר לשבבים: “המגן החברתי” של טאיוואן והמאבק על הדמוקרטיה והשוויון המגדרי

בינה מלאכותית (AI/ML)

המהפכה המוארת: מדוע שבבים פוטוניים הם המפתח לעתיד ה-AI ומקומה של ישראל במהפכה

פרויקטים משותפים לארה
בטחון, תעופה וחלל

מכון הדסון: השותפות בין ארה"ב לישראל מושתתת על ברית בתנאי תחרות אסטרטגית

Next Post
technion_logo

הטכניון טיפס למקום ה-77 ברשימת המוסדות האקדמיים הטובים בעולם

כתיבת תגובה לבטל

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *

  • הידיעות הנקראות ביותר
  • מאמרים פופולאריים

הידיעות הנקראות ביותר

  • חברת קווליטאו מנצלת את המומנטום לגיוס 225 מליון שקל
  • מארוול מציגה את הדור הבא של הקישוריות: הדגמה ראשונה…
  • מצב החירום בישראל משבש משלוחי טאואר; הזמנות שבבים…
  • העימות במזרח התיכון מעלה חשש לשיבושים בשרשרת האספקה…
  • שבבים מתקדמים: המנוע השקט מאחורי מבצע שאגת הארי

מאמרים פופולאריים

  • המהפכה המוארת: מדוע שבבים פוטוניים הם המפתח לעתיד…
  • מכון הדסון: השותפות בין ארה"ב לישראל מושתתת על…
  • מחשב קוונטי בלי בדיקות ביניים הורסות
  • מעבר לשבבים: “המגן החברתי” של טאיוואן והמאבק על…
  • מפעל שממריא לחלל: Space Forge רוצה לגדל שם את…

השותפים שלנו

לוגו TSMC
לוגו TSMC

לחצו למשרות פנויות בהייטק

כנסים ואירועים

כנסים ואירועים

כנס ChipEx2026 יערך ב-12-13 במאי, 2026. הכנס מיועד לכל העוסקים בתעשיית הסמיקונדקטור  כולל מהנדסים, מומחים מקצועיים ובכירים.

ChipEx2026 will be held on May 12-13, 2026. The conference is intended for everyone involved in the semiconductor industry, including engineers, professional experts, and senior executives.

לחץ לפרטים

הרשמה לניוזלטר של ChiPortal

הצטרפו לרשימת הדיוור שלנו


    • פרסם אצלנו
    • עיקר החדשות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • בישראל
    • צור קשר
    • צ'יפסים
    • Chiportal Index
    • TapeOut Magazine
    • אודות
    • מאמרים ומחקרים
    • תנאי שימוש
    • כנסים
    • אוטומוטיב
    • בינה מלאכותית
    • בטחון, תעופה וחלל
    • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
    • ‫יצור (‪(FABs‬‬
    • ‫צב"ד‬
    • ‫רכיבים‬ (IOT)
    • ‫שבבים‬
    • ‫תוכנות משובצות‬
    • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
    • ‫‪FPGA‬‬
    • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬

    השותפים שלנו

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    No Result
    View All Result
    • עיקר החדשות
    • בישראל
    • מדורים
      • אוטומוטיב
      • בינה מלאכותית (AI/ML)
      • בטחון, תעופה וחלל
      • ‫טכנולוגיות ירוקות‬
      • ‫יצור (‪(FABs‬‬
      • ‫צב"ד‬
      • ‫שבבים‬
      • ‫רכיבים‬ (IoT)
      • ‫תוכנות משובצות‬
      • ‫תכנון אלק' (‪(EDA‬‬
      • ‫‪FPGA‬‬
      • ‫ ‪וזכרונות IPs‬‬
      • תקשורת מהירה
    • מאמרים ומחקרים
    • צ'יפסים
    • כנסים
    • Chiportal Index
      • אינדקס חברות – קטגוריות
      • אינדקס חברות A-Z
    • אודות
    • הצטרפות לניוזלטר
    • TapeOut Magazine
    • צור קשר
    • ChipEx
    • סיליקון קלאב

    כל הזכויות שמורות Chiportal (c) 2010 תנאי שימוש ומדיניות פרטיות

    דרונט דיגיטל - בניית אתרים, בניית אתרי וורדפרס, בניית אתרי סחר, חנות אינטרנטית, פיתוח אתרים

    דילוג לתוכן
    פתח סרגל נגישות כלי נגישות

    כלי נגישות

    • הגדל טקסטהגדל טקסט
    • הקטן טקסטהקטן טקסט
    • גווני אפורגווני אפור
    • ניגודיות גבוההניגודיות גבוהה
    • ניגודיות הפוכהניגודיות הפוכה
    • רקע בהיררקע בהיר
    • הדגשת קישוריםהדגשת קישורים
    • פונט קריאפונט קריא
    • איפוס איפוס