|
محققان آمریکایی یک روش آرایش پایین به بالا برای تولید آرایه‌های
نانوالکترومکانیکی (NEMS) بزرگ حاوی بیش از ۲۰۰۰ نوسانگر
نانوسیمی منفرد توسعه داده‌اند. این روش یک جایگزین کاربردی
برای ساخت بالا به پایین بوده و این آرایه‌ها می‌توانند به
عنوان تراشه‌های حسگر زیستی چندعاملی مورد استفاده قرار بگیرند.
نوسانگرهای نانوالکترومکانیکی کاندیداهای مناسبی برای تولید
آرایه‌های حسگر مبتنی بر تراشه هستند، زیرا می‌توانند اجرام
بسیار سبک را حس کنند. با این حال یکپارچه‌سازی نانوسیم‌ها در
آرایه‌های بزرگ با استفاده از روش‌های معمول بالا به پایین،
همانند لیتوگرافی نوری مشکل است.
این روش پایین به بالای جدید توسط ترسا میر از دانشگاه ایالتی
پنسیلوانیا و همکاران وی توسعه یافته است. این روش شامل آرایش
هزاران نوسانگر نانوسیمی عامل‌دار شیمیایی و ادغام آنها روی یک
تراشه سیلیکونی است. نانوابزارهای حاصل می‌توانند با مولکول‌های
زیستی خاص پیوند یافته و بنابراین به عنوان حسگر عمل کنند.
میر و همکارانش کار را با اعمال یک اختلاف پتانسیل متناوب میان
دو الکترود الگودهی شده روی یک تراشه سیلیکونی آغاز می‌کنند.
این امر موجب ایجاد میدان‌های الکتریکی محدود فضایی می‌گردد که
نانوسیم‌های قرارگرفته روی تراشه را به نواحی خاصی جذب می‌کنند.
سپس این نانوسیم‌ها نظم یافته و یک یک داخل گودال‌های الگودهی
شده روی یک لایه دی‌الکتریک روکش‌دهی شده روی الکترودها
می‌افتند. این گودال‌ها کمی بزرگ‌تر از نانوسیم‌ها بوده و با
فاصله چند میکرومتر از هم قرار گرفته‌اند. این فاصله
نشان‌دهنده دانسیته نانوسیم‌ها بوده که می‌تواند به بزرگی یک
میلیون ابزار در سانتی‌متر مربع باشد.
سپس محققان اتصالات فلزی را روی تراشه رسوب می‌‌دهند، تا جایی
که این اتصالات فاصله‌های کوچک موجود در لایه دی‌الکتریک را در
انتهای هر گودال پر کنند. این کار نانوسیم‌ها را به صورت
الکتریکی و مکانیکی به سطح تراشه متصل می‌کند. میر می‌گوید در
نهایت این روش برای اتصال به مدار سیلیکونی زیرین مورد استفاده
قرار می‌گیرد.
در نهایت لایه دی‌الکتریک حل شده و هر نانوسیمی که با اتصالات
فلزی به تراشه متصل نشده باشد، شسته می‌شود. این امر منجر به
تولید ابزارهای نانوسیمی منفرد گرد هم آمده در یک ناحیه بزرگ
می‌شود.
میر می‌گوید این روش همچنین می‌تواند امکان یکپارچه‌سازی انواع
مختلفی از نانوسیم‌ها را که به نوع متفاوتی عامل دار شده‌اند
فراهم آورده و در نتیجه سیستم‌هایی برای شناسایی انواع مختلفی
از مولکول‌های زیستی را فراهم آورند.
این محققان نتیجه کار خود را در مجله Nature Nanotechnology
منتشر کرده‌اند.
|
