Сверхбыстрая термохимическая нанолитография-шаг в будущее?

Нанолитография глубокого пера Нанолитография глубокого пера

Ученые из Технологического Института Джорджии (Georgia Institute of Technology) разработали новую технику «быстрой» нанолитографии, которой не требуется вакуум. То есть нанесение литографических изображений может проводиться в воздушной и даже жидкой среде.

Как говорят ученые, это исследование имеет очень широкий спектр применения: от электроники до биотехнологий и наножидкостных систем.

В основе новой техники лежит метод термохимической нанолитографии (Thermochemical nanolithography – TCNL). Роль иглы выполняет кремниевый зонд атомно-силового микроскопа (АСМ), который, разогреваясь до необходимой температуры, проходит по поверхности тонкой полимерной пленки.

Тепло зонда вызывает химическую реакцию, изменяющую химические свойства пленки таким образом, что прочерченная зондом дорожка становится из гидрофобной гидрофильной. После этого на дорожку ученые могут прикрепить ионы металлов или другие химические вещества.

Логотип Технического Института ДжорджииРис. 1. Логотип Технического Института Джорджии, написанный с помощью TCNL

Удобство метода заключается в высокой скорости нанесения дорожек с помощью зонда микроскопа. Так, она достигает миллиметров в секунду. Это на порядки больше современной нанолитографии глубокого пера (dip-pen nanolithography – DPN), скорость нанесения дорожек в которой составляет 0.0001 миллиметра в секунду.

Как говорят исследователи, предельное разрешение термохимической нанолитографии (TCNL) – около 12 нанометров. При этом нанесение рисунка возможно как в воздушной, так и в жидкой среде, что меняет представление об этой технологии вообще, так как для традиционной нанолитографии нужен вакуум.

Также благодаря усилиям компании IBM, создавшей зонд для АСМ со множеством рабочих перьев, ученые могут наносить параллельно несколько дорожек

Исследователи из Университета Иллинойса ранее разработали чудо-зонд, с помощью которого стал возможен метод TCNL. Зонд разогревается до температуры выше 1000 °С, при этом он так же быстро остывает. Количество циклов нагревания/остывания может доходить до одного миллиона раз в секунду. Как говорят ученые, это самый маленький в мире управляемый источник тепла.

Быстрота же метода достигается за счет того, что перо не формирует из дополнительного материала дорожки, а они наносятся после в жидком растворе. Также полимер, на котором наносится изображение далеко не прост – его специально разрабатывали ученые из Технической Школы Химии и Биохимии (Tech’s School of Chemistry and Biochemistry).

Благодаря всем вышеперечисленным особенностям термохимической нанолитографии, ученые уверено говорят о ее будущем широком применении в промышленности и коммерческих продуктах.

Свидиненко Юрий

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 3.4 (5 votes)
Источник(и):

PhysOrg: Drawing nanoscale features the fast and easy way