Mikročipovi s pravom nose to ime. Radi se o zaista minijaturnim dijelovima elektronike koje je moguće pronaći u svim modernim elektroničkim uređajima. A s obzirom na to da ih je u tim istim uređajima sve više, proizvođači se trude da mikročipovi postanu - sve manji.
To ujedno znači i da je sve teže proučavati što se događa u samim mikročipovima. Točnije, bilo je teško do uspjeha grupe znanstvenika sa EPFL Lausanne, ETH Zurich i Sveučilišta južne Kalifornije. Oni su na Institutu Paul Scherrer upotrijebili rendgenske zrake za pogled unutar mikročipa preciznije nego ikad prije. Kako su objavili, postigli su rezoluciju slike od 4 nanometra, što je ujedno novi svjetski rekord.
Radi se o trodimenzionalnim slikama visoke rezolucije, koje će omogućiti napredak u informacijskoj tehnologiji, ali i drugim znanostima. Da je zaista u pitanju veliko otkriće govori činjenica da je njihov rad objavljen u prestižnom časopisu Nature.
Znanstvenici su na tome radili od 2010. godine, a sad su uspjeli po prvi put snimiti fotografije unutrašnjosti računalnog mikročipa. Umjesto leća, s kojima slike ove rezolucije trenutno nisu moguće, upotrijebili su tehniku poznatu kao ptihografiju, u kojoj računalo kombinira velik broj pojedinačnih slika, kako bi stvorilo jednu sliku visoke rezolucije. Kako su pojasnili ključno je bilo kraće vrijeme ekspozicije i optimizirani algoritam.
Iako skenirajući elektronski mikroskopi imaju razlučivost od nekoliko nanometara i stoga su prikladni za oslikavanje sićušnih tranzistora i metalnih spojeva koji čine sklopove, oni mogu proizvesti samo dvodimenzionalne slike površine.
Elektroni ne putuju dovoljno daleko u materijal, objašnjava Mirko Holler, fizičar u Swiss Light Source na Institutu Paul Scherrer. Za konstruiranje trodimenzionalnih slika ovom tehnikom, čip se mora ispitati sloj po sloj, uklanjajući pojedinačne slojeve na nanometarskoj razini - vrlo složen i delikatan proces koji također uništava čip.
Kako pojašnjava, trodimenzionalne i nedestruktivne slike mogu se proizvesti pomoću rendgenske tomografije, jer rendgenske zrake mogu prodrijeti u materijale mnogo dalje. Ovaj je postupak sličan CT-u u bolnici. Uzorak se rotira i rendgenski snima iz različitih kutova. Način na koji se zračenje apsorbira i raspršuje varira, ovisno o unutarnjoj strukturi uzorka. Detektor bilježi svjetlost koja napušta uzorak i algoritam iz nje rekonstruira konačnu 3D sliku.
Ovdje imamo problem s rezolucijom, dodaje Holler. Nijedna od trenutno dostupnih rendgenskih leća ne može fokusirati ovo zračenje na način koji omogućuje razlučivanje tako sićušnih struktura.
Rješenje su pronašli u rendgenskoj ptihografiji.
Možete zamisliti rendgensku zraku kao jednu točku na uzorku. Sada snimamo mnoštvo pojedinačnih fotografija na ovom određenom mjestu, objašnjava fizičar Tomas Aidukas. Budući da se zraka njiše, svaka će se slika malo promijeniti. Na nekim slikama greda je u istom položaju, na drugima se pomaknula. Možemo koristiti te promjene za praćenje stvarnog položaja grede uzrokovane nepoznatim vibracijama. Sljedeća stvar je smanjiti količinu podataka. Naš algoritam uspoređuje položaje zrake na pojedinačnim slikama. Ako su pozicije iste, stavljaju se u istu grupu i dodaju zbroju.
Grupiranjem slika niske ekspozicije može se povećati njihov sadržaj informacija. Kao rezultat toga, istraživači su u mogućnosti rekonstruirati oštru sliku s visokim udjelom svjetla koristeći poplavu slika s kratkom ekspozicijom.
Metoda nije ograničena na mikročipove, već se može koristiti i na drugim uzorcima, primjerice u znanosti o materijalima, naglašavaju.
