حذف خستگی نوک (tip) در روش‌های مبتنی بر پیمایش

در روش‌های مبتنی بر پیمایش از نوک‌های تیز نانومقیاس بسیار تیزی استفاده
می‌شود که از میکروسکوپ AFM تقلید شده‌است. در این روش‌ها می‌توان ناساختارها و
ادوات کوچک را دست‌کاری یا جابه‌جا کرد. این روش‌های نوین برای دانشمندان به
مثابه چشم، گوش و بینی در فضای نانومقیاس است.

در صنعت نیمه‌هادی‌ها، این روش‌ها به‌دلیل بزرگ‌نمایی بالا و توانایی دست‌کاری
اجسام بسیار مورد توجه است و از آنها در ساخت نسل جدید تراشه‌ها استفاده
می‌شود. با فناوری‌های امروز، امکان رسیدن به اندازه‌های زیر ۴۰ نانومتر برای
ترانزیستورها وجود دارد؛ اما به‌دلیل محدودیت‌های موجود در ابزار و روش‌ها،
هزینه‌ی کار بسیار بالا می‌رود. به عقیده‌ی Eleftherial (یک از محققان شرکت
IBM)، کوچک‌تر کردن اندازه‌ی تراشه‌ها و افزایش کارایی‌های آنها نیازمند
طراحی‌ها و مواد جدید است. روش‌های مبتنی بر پیمایش برای تولید، توسعه و تعیین
مشخصات این ادوات کوچک نانومقیاس ضروری است.

در بخش تولید انبوه تراشه‌ها، یکی از کلیدی‌ترین مشکلات خستگی مکانیکی نوک است.
منشأ این خستگی اصطکاک موجود میان نوک و سطح است که در روش‌های مبتنی بر پیمایش
بسیار حائز اهمیت بوده و هرگونه مشکلی در نوک، حتی عملکرد ضعیف در حد چند
نانومتر، می‌تواند از حساسیت نوک بکاهد. در فناوری‌های فعلی نوک، بعد از چند
متر کار کردن دچار خستگی می‌شود؛ اما محققان شرکت IBM مدعی شدند که قادر به
کاهش این خستگی هستند؛ به‌طوری که نوک بعد از ۷۵۰ متر کار کردن از خود خستگی
نشان نداده‌است. این کار با اعمال پتانسیل بر نوک و سطح مورد پیمایش صورت
گرفته‌است. با اعمال پتانسیل AC، نوک شروع به نوسانی در حد یک نانومتر می‌کند
که این نوسان از میزان اصطکاک میان نوک و سطح می‌کاهد. این مسئله موجب کاهش
خستگی در نوک می‌شود.