تجربه‌ موفق نانولیتوگرافی در پژوهشگاه صنعت نفت

  محققان پژوهشگاه صنعت نفت موفق به اجرای فرآیند لیتوگرافی به‌وسیله
میکروسکپ نیروی اتمی (AFM)، برای ساخت مستقیم نانوساختارها شدند و راه‌کاری برای
عملی شدن این روش ارائه دادند.
میکروسکپ AFM علاوه بر امکان تهیه تصاویری با
قدرت تفکیک بسیار بالا، می‌تواند به عنوان ابزاری برای طرح‌دهی سطوح به‌کار رود که
با نام لیتوگرافی پروبی روبشی(SPL) شناخته شده است. در این روش سعی می‌شود، روی سطح
ماده جامد، با روشی کنترل شده، عوامل و عناصری با ابعاد نانومتری بوجود آورد.
در
این روش، لایه‌ای از ماده مورد نظر، روی پایه، نشانده شده و با اعمال نیرویی در حد
چند نانونیوتن به‌وسیله سوزن دستگاه، بخشی از ماده از سطح پایه زدوده شده و شیار
مورد نظر حاصل می‌شود. وجود آلودگی و فرسودگی سوزن، محدودکننده تکرارپذیری روش است.
یکی از بهترین راه‌حل‌ها برای رفع این نقیصه، استفاده از لایه پلیمری نرم روی پایه
است که در این صورت تکرارپذیری روش و همچنین کنترل فرایند، به مقدار قابل توجهی
بهبود می‌یابد.
خانم مهندس صدیقه صادق‌حسنی، پژوهشگری است که در جهت ایجاد این
قابلیت گام برداشته است. او در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو
گفت: «در این تحقیق، از پلیمر پلی‌متیل‌متا‌اکریلیت برای فرآیند نانولیتوگرافی جهت
ساخت مستقیم نانوساختارها استفاده شده است. بدین صورت که ابتدا لایه نازکی از
پلی‌متیل‌متا‌اکریلیت روی سطح نشانده شده و سپس با استفاده از میکروسکپ AFM مجهز به
نوک روبشگر سیلیکونی و در حالت تماسی‌، نانولیتوگرافی روی سطح پلی‌متیل‌متا‌اکریلیت
انجام گردیده است.
نتایج نشان می‌دهد که عمق شیارها با افزایش نیروی اعمال شده،
زیاد می‌شود. همچنین سرعت روبش، فرآیند ایجاد طرح را تحت تأثیر قرار ‌داده، به طوری
که با افزایش سرعت روبش، عمق شیارها کاهش می‌یابد.
لازم به توضیح است که در این
کار، اثر زمان و تعداد دور خراش بررسی شده و نتایج حاکی از آن است که بین عمق شیار
و تعداد دورهای ایجاد شیار، رابطه خطی وجود دارد.
خانم صادق‌حسنی در ادامه گفتگو
تصریح کرد: «نتایج حاصل از این تحقیق، امکان بررسی‌، کنترل و اندازه‌گیری نیرو در
مقیاس نانونیوتن را با میکروسکپ AFM فراهم می‌کند که در علوم پلیمر و الکترونیک
می‌تواند برای مطالعه میزان سختی و ایجاد طرح، مورد استفاده قرار گیرد. همچنین
تجربه عملی ایجاد شده در این پژوهش، (محاسبه نیرو در مقیاس نانونیوتن)، امکان
محاسبه نیروهای اصطکاک و چسبندگی را به وسیله این دستگاه فراهم نموده و در علوم
روان‌کاری، پزشکی، دندان‌پزشکی و سایر علوم مرتبط بسیار مؤثر خواهد بود.جزئیات این
پژوهش که با همکاری خانم زهرا ثبات و دکتر حمیدرضا آقابزرگ انجام شده، در مجله ‍‍
IJCCE  (جلد ۲۷ صفحات ۳۴-۲۹ ، سال۲۰۰۸) منتشر شده است.