Немного о нанооригами

Вопрос получения трехмерных наноструктур в настоящее время весьма актуален, в первую очередь, для нужд микроэлектроники. Но на практике решить данную задачу весьма непросто, особенно если рассматривается возможность внедрения в массовое производство.

Весьма перспективной представляется идея формирования таких наноструктур за счет деформации тонких пленок под действием внутренних напряжений. Причем можно рассчитывать на внутренние напряжения, возникшие в пленках самих функциональных (проводящих / полупроводящих / диэлектрических) материалов в процессе их роста. А можно ввести специальный материал, отвечающий именно за деформацию наноструктуры при определенном воздействии. При этом вся наноструктура становится трехмерной и, при правильном подборе параметров, обретает требуемый вид.

Группа исследователей, поставившая себе цель сконструировать наноантену, пошла именно таким путем. Полученные таким образом «антенны» могут стать частью, например, биосенсоров, биочипов или прочих устройств, хотя до этого пока далеко. Так что на сегодняшний день можно сказать, что это один из случаев, когда процесс изготовления пока интереснее результата.

1f.png Рис. 1: Схема процесса.

Опишем процесс подробнее (дополнительно см. рис. 1, 2). На гладкой жесткой поверхности (например, монокристалле кремния) методами электронно-лучевой литографии формируется развертка кубика из требуемых материалов, при этом будущие грани не должны быть соединены между собой по ребрам и вершинам. В местах ребер наносится определенное количество олова. Вся структура подвергается травлению плазмой, при этом она интенсивно разогревается. Исследователи заявляют, что затем олово сплавляется, стягивая и поворачивая будущие грани куба. Так или иначе, кубик оказывается свернутым.

2f.jpg Рис. 2. Микрофотографии СЭМ наноструктуры на разных стадиях.

Для получения более сложных объемных фигур нужно регулировать угол поворота граней. Это осуществляется экспериментальным подбором количества олова, условий и продолжительности плазменного травления (рис. 3).

3f.jpg Рис. 3. Углы поворота, как функция времени травления, для разных наноструктур.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Jeong-Hyun Cho, Michael D. Keung, Niels Verellen, Liesbet Lagae, Victor V. Moshchalkov, Pol Van Dorpe, David H. Gracias, Nanoscale Origami for 3D Optics. – Small. – Article first published online: 14 JUN 2011; DOI: 10.1002/smll.201100568.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.6 (7 votes)
Источник(и):

1. nanometer.ru