مشاهده فرایند نانوساخت به صورت بلادرنگ

در روش‌های معمول نانو و میکروساخت از یک فرایند الگودهی استفاده شده و سپس از نمونه تصویربرداری می‌شود تا نتیجه کار مشخص شود. با انجام همزمان الگودهی و تصویربرداری، نقایص به سرعت شناسایی شده و در کل چرخه ساخت، صرفه‌جویی بسیار زیادی در زمان صورت می‌گیرد. این کار مستلزم توسعه فناوری جدیدی است که می‌تواند این دو عملکرد را با یکدیگر ترکیب نموده و موجب توسعه نسل بعدی ابزارهای ساخت شود.

در روش‌های معمول نانو و میکروساخت از یک فرایند الگودهی استفاده شده و سپس از نمونه تصویربرداری می‌شود تا نتیجه کار مشخص شود. با انجام همزمان الگودهی و تصویربرداری، نقایص به سرعت شناسایی شده و در کل چرخه ساخت، صرفه‌جویی بسیار زیادی در زمان صورت می‌گیرد. این کار مستلزم توسعه فناوری جدیدی است که می‌تواند این دو عملکرد را با یکدیگر ترکیب نموده و موجب توسعه نسل بعدی ابزارهای ساخت شود.

در ۵ سال گذشته، محققان گروه نانوفیزیک و مواد نرم دانشگاه بریستول انگلیس مشغول توسعه یک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) بسیار سریع بوده‌اند. AFM که شاید ساده‌ترین ابزار برای تعین مشخصات سطح باشد، قابلیت تصویربرداری در مقیاس نانو در سه بعد را داشته و می‌تواند در هوا، خلأ، و زیر مایعات کار کند. AFM بسیار سریع امکان تصویربرداری بسیار سریع (در حد فیلمبرداری) از سطوح را فراهم کرده و به دانشمندان امکان می‌دهد تغییرات توپوگرافی سطحی را به صورت بلادرنگ مشاهده کنند. یکی از کاربردهای این ابزار استفاده از آن در نانوساخت است.

دانشمندان مدت زمان زیادی است که می‌دانند اعمال یک میدان الکتریکی میان نوک AFM و سطح یک فلز یا ماده نیمه‌رسانا موجب اکسیداسیون موضعی سطح نمونه می‌شود. در این کار دانشمندان تصمیم گرفتند یک فرایند معمول ساخت نیمه‌رسانا یعنی اکسیداسیون سیلیکون را تکرار کنند. تولید الگوهای اکسید سیلیکون از طریق انطباق اعمال میدان الکتریکی با حرکت روبشی AFM کنترل شد. نتیجه این کار که در مجله Nanotechnology منتشر شده است، امکان مشاهده بلادرنگ الگوهای خطی اکسید سیلیکون با عرض ۱۰۰ نانومتر و ارتفاع کمتر از ۲ نانومتر، و همچنین مشاهده الگوهای ایجاد شده در سطحی به مساحت چند میکرومتر مربع را نشان می‌دهد.

این کار اولین گام در مسیر توسعه فناوری ساخت جدید است که در آن امکان الگودهی و بررسی الگوهای ایجاد شده به صورت همزمان وجود دارد. هدف از توسعه بیشتر این کار در آینده، بهبود مکانیسم روبشی AFM بسیار سریع و همچنین افزایش محدوده انجام فرایند الگودهی است.