Sản xuất Silicon từ silic dioxide
Một kỹ thuật mới sản xuất hợp chất silicon từ silic dioxide có thể cho ra đời những sản phẩm vô cùng hiệu quả và rất rẻ tiền. Điều này được hy vọng là sẽ tạo tiền đề để công nghệ chip silicon tạo bước ngoặt mới.
Đây là kết quả nghiên cứu của ông Toshiyuki Nohira và đồng nghiệp thuộc ĐH Kyoto, Nhật Bản. Ông Nohira đã sử dụng dòng điện để tách được oxygen từ silic dioxide, loại oxide tự nhiên của silicon. Phương pháp này có thể tách được một số lượng rất lớn silicon từ hợp chất silic vô cơ. Điều này gần giống với việc tách thạch anh từ cát. Nếu việc tách silicon này khả thi, nó sẽ đóng vai trò rất quan trọng cho công nghệ bán dẫn. Một chiếc máy tính thường sử dụng chíp với những cấu trúc liên kết silicon. Cấu trúc silicon này thường rất mỏng và cấu tạo từ silicon nguyên chất. Một phần trong số chúng chính là loại silicon được lấy từ silic tách oxygen. Tuy nhiên, ông Nohira khẳng định rằng không thể sử dụng silicon lấy từ silic để thay thế hoàn toàn các vật liệu trên chíp được. Trước đây, việc sản xuất silicon thường rất khó khăn và tốn kém. Nó đòi hỏi rất nhiều những điều kiện sản xuất khắt khe và đắt tiền. Silic thường bị nóng chảy ở nhiệt độ 1.700 độ C. Khi đó, phản ứng hoá học sẽ xảy ra. Tuy nhiên, tại quy trình này, silicon được tạo ra vẫn chưa hoàn toàn nguyên chất, vẫn bị lẫn carbon. Silicon nguyên chất thực sự, loại vật liệu được sử dụng trong máy tính, sẽ được tạo ra bằng cách nung chảy hợp chất hoá học trước đó và tái kết tinh chúng một cách thật chậm. Bằng phương pháp của mình, ông Nohira và đồng nghiệp lấy được silicon từ silic mà không cần phải nung chảy chúng. Họ nhúng thạch anh vào một bể chứa muối can-xi clorua ở nhiệt độ 850 độ C, sau đó cho một dòng điện chạy qua bể chứa. Khi kim loại đã bám dính vào hợp chất silic, oxygen có trong silic sẽ trở thành các ion oxide. Hợp chất này giúp phân huỷ muối nóng chảy và silic dần dần kết tinh thành silicon. Tuy nhiên, silicon lúc này vẫn còn bị rỗ nhiều và rất giòn, dễ gãy. Chính vì thế, một bước tiếp theo sẽ được thực hiện. Silicon sẽ tiếp tục được xử lý tiếp để có được silicon kết tinh chất lượng cao. Các nhà khoa học còn khẳng định, họ có thể giảm được nhiệt độ xuống đến 500 độ C bằng cách sử dụng muối nóng chảy hỗn hợp. Ông Nohira khẳng định, nhóm của ông còn có thể sử dụng phương pháp này để sản xuất một số nguyên tố quan trọng khác, ví dụ như zirconium, từ các hợp chất tự nhiên.
