کاهش اندازه ی نانومنافذ با استفاده از لایه نشانی EBID

معمولاً به منظور کندن یا تراشیدن غشاهای نازک برای تولید نانومنافذ، از یک اشعه
ی الکترونی یا اشعه ی یونی پرانرژی استفاده می شود. اخیراً محققان نشان داده اند که
برای تغییر شکل مطلوب نانومنافذ و نانوشکاف ها می توان از لایه نشانی کنترل شده ی
مواد در میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) استفاده نمود. از این گذشته، این روش
چندمنظوره علاوه بر قابلیت تغییر شکل دادن نانومنافذ، قادر به تغییر خواص سطحی
نانومنافذ موجود نیز هست.

 

روش لایه نشانی القاشده با اشعه ی الکترونی(EBID) می تواند مولکول های اولیه را
که بر روی یک سطح جذب می شوند، به موادی جامد تبدیل کند. در سال های گذشته به منظور
ایجاد نانوساختارها بر روی سطوح عمودی از این روش استفاده شده است؛ اما محققان مرکز
IMEC (مرکز تحقیقاتی مستقل و پیشرو اروپا در زمینه ی نانوالکترونیک و فناوری نانو)
نشان داده اند که این روش قابلیت تغییر شاخص هایی نظیر شکل، اندازه و احتمالا خواص
سطحی نانومنافذ و نانوشکاف های موجود را نیز دارد. اخیرا قابلیتی که نانومنافذ حالت
جامد در کاربرد به عنوان گیرنده های تک مولکولی دارند، باعث شده که بسیار مورد توجه
قرار گیرند و باید توجه داشت که عملی شدن این هدف، مستلزم کنترل دقیق اندازه و خواص
سطحی این نانومنافذ است.

در این روش، در مرحله ی اول استفاده از روش لیتوگرافی
مبتنی بر پرتو الکترونی و پس از آن، ظاهرسازی غیر ایزوتروپ در یک غشا، منجر به
الگودهی نانومنافذی با اندازه ی 50 تا 150 نانومتر الگودهی می شود، سپس با استفاده
از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی مدل Philips XL30 SEM، تصاویری از نانومنافذ
تولیدشده تهیه می گردد. همان گونه که در شکل بالا نشان داده شده است، به هنگام
تمرکز پرتو الکترونی روی قسمت مرکزی نانومنفذ، به تدریج اندازه ی حفره به چند
نانومتر کاهش می یابد. با ارزیابی خواص نانومنافذ به روش هایی نظیر طیف سنجی تفرق
انرژی اشعه ی X ( EDX) و میکروسکوپ الکترونی عبوری دارای انرژی فیلترشده (FTEM)،
مشخص گردید که کاهش اندازه ی منافذ از رسوب کربن به دست آمده از آلودگی های
هیدروکربنی SEM ناشی می شود؛ به عبارت دیگر، این کربن به عنوان ماده ی اولیه ی
فرایند EBID عمل می کند. در حالی که در این کار تحقیقاتی مزایای روش EBID در تولید
نانومنفذ به وضوح نشان داده شده است؛ اما به منظور کنترل بیشتر خواص سطحی نانومنافذ
تولیدشده، باید مواد اولیه ی مختلف را مطالعه نمود. این موضوع به محققان این امکان
را خواهد داد که به منظور استفاده از نانومنافذ در حوزه های مختلف، خواص سطحی آنها
را کنترل کنند.

گزارش این فعالیت تحقیقاتی در مجله ی Nanotechnology به چاپ
رسیده است.