Banebrydende nanomåling er dansk
Videnskaben kort 07. december 2010 kl. 16:55
på
P1
I sommer blev Ingeniørforeningens Elektropris 2010 tildelt den 31-årige danske civilingeniør, ph.d. Dirch Hjorth Petersen for at forbedre den såkaldte mikro-firepunkts-målemetode, til et niveau hvor den pludselig bliver praktisk brugbar og meget præcis.
Hans ph.d-afhandling er efterfølgende blevet kåret som årest ph.d-afhandling på DTU, Danmarks Tekniske Universitet.
Men hvad er mikro-fire-punkts metoden?
Det går i korthed ud på at anbringe fire bittesmå silicium-bjælker på chipmaterialet, sende en strøm gennem de to og gennem de to øvrige måle materiale-egenskaberne. Det sker undervejs i chipfremstillingsprocessen, sådan at der er fuldstændigt styr på egenskaberne, før man fortsætter.
Man måler om den elektriske modstand i materialet er ens under hele målingen. Opstår der udsving i målingen er der en fejl, man så kan rette op på.
Mikro-støddæmpere sikrer målingen
De fire bittesmå bjælker er udstyret med mikro-støddæmpere, som modvirker de uundgåelige vibrationer under målingerne fra støj og fysiske rystelser i området, der ellers kunne ødelægge målingerne, men nu er upåvirket.
Men hvad betyder forbedringen?
Forbedringen betyder, at når chipsene skal masseproduceres, bliver der nu mulighed for at standse produktionen og rette fejl meget hurtigere end i dag. Det har stor betydning for de store chipfabrikanter, som er vant til at skulle kassere et par ugers masseproduktion, når en fejl er blevet opdaget.
"Målemetetoden bliver allerede anvendt af førende virksomheder indenfor chipindustrien. Der står bl.a. et måleudstyr hos en af de største internationale chipfabrikanter," fortæller Dirch Hjorh Petersen.
Ny måde at måle elektroners mobilitet
Det er dog ikke hans eneste bidrag til computervidenskaben. En god måde at måle elektronikkomponenters hastighed er at måle elektronernes mobilitet ved hjælp af den såkaldte Hall-effekt, det vil sige en måde at presse et elektrisk felt ud af en halvleder, når man udsætter den for et magnetfelt, samtidig med, at der sendes en strøm igennem den.
Men det er velkendt blandt halvlederforskere, at den slags ikke virker, når man bruger mikro-firepunkts-måling. Indtil altså Dirch Hjorth Petersen kom og viste, hvordan det skal gøres.
Denne teknik er ikke beregnet til chipmasseproduktion, men til forskning i nye halvledermaterialer, der kan forbedre og formindske fremtidens computerchips.
"I dag er transistorerne i en chip jo blevet så små, at man næsten kan tælle atomerne i dem. Og de bliver kun mindre og mindre fremover," siger Dirch Hjort Petersen.
Erfaren forsker trods ung alder
Han er allerede kommet langt omkring, trods den korte tid som forsker. Han har bidraget til 44 forskningspublikationer i samarbejde med over hundrede internationale forskere og industripartnere. Og han er med i seks patentansøgninger, hvoraf han er første forfatter på de fem. Endelig har han holdt et stort plenumforedrag i USA om sin forskning i de nyeste måder at karakterisere nanostrukturer med elektriske målemetoder.
Han har desuden været medvejleder for en lang række masterstuderende, som har fået flotte resultater, og han er selv i gang med et eftertragtet tre-årigt post.doc.-projekt, kun et år efter sin ph.d. i 2009
Gennem sit flerårige samarbejde med den danske virksomhed Capres A/S har hans forskning ført til adskillige produkter og forbedringer, som nu indgår i Capres' produktportefølje.
Endelig er der kommet to større, europæiske projekter med et samlet budget på 50 millioner kroner ud af Dirch Hjorth Petersens masterprojekt, som i sin tid blev vurderet som absolut topklasse.
Kilde: DTU & Capres A/S