الگودهی نانومقیاس نیمه‌هادی‌های آلی با گرما

محققان دانشگاه کالج لندن با استفاده از یک « کاوشگر روبشی نانومقیاس گرم‌شده» موفق شدند تا سطح یک نیمه‌هادی آلی را در مقیاس زیر ۳۰ نانومتر الگودهی کنند. این روش ساده نشان داد که با ابزارهای نسبتاً ارزان‌قیمتی می‌توان مواد بسیار مهم را الگودهی کرد.

محققان دانشگاه کالج لندن با استفاده از یک « کاوشگر روبشی نانومقیاس گرم‌‌شده» موفق شدند تا سطح یک نیمه‌هادی آلی را در مقیاس زیر ۳۰ نانومتر الگودهی کنند. این روش ساده نشان داد که با ابزارهای نسبتاً ارزان‌‌قیمتی می‌‌توان مواد بسیار مهم را الگودهی کرد. این روش در فتونیک و الکترونیک از اهمیت بسیاری برخوردار است.

نیمه‌هادی‌های آلی در ادواتی نظیر دیودهای نشر نوری، پیل‌های خورشیدی، لیزر و ترانزیستورها کاربرد وسیعی دارند. ساخت روی بستر منعطف و ارزان‌‌قیمت بودن، از مزایای این مواد به شمار می‌رود. با این حال، نبود روش الگودهی مناسب باعث ایجاد محدودیت در استفاده از این مواد شده‌‌است. مشکل روش‌های نانولیتوگرافی فعلی که در نیمه‌هادی‌های معدنی به کار می‌روند این است که برای الگودهی مواد آلی بسیار قوی‌اند و باعث آسیب دیدن سطح به‌وسیله‌ی پرتوی پرقدرت به کار رفته می‌شوند.

فرانکو کاسیالی و همکارانش راه حلی برای این مشکل یافته‌اند؛ آنها از یک منبع گرمایی بسیار کوچک استفاده کرده‌اند که به «سیم اصلاح‌‌شده‌ی Wollaston» معروف است. این سیم به نوک میکروسکوپ AFM بسته شده، روی سطح مورد نظر کشیده می‌‌شود و باعث تغییر شیمیایی سطح می‌شود.

این روش دانشمندان را قادر به ایجاد الگوهایی با مقیاس ۲۸ نانومتر در نیمه‌هادی‌های آلی می‌سازد که نتیجه‌ی خیره‌‌کننده‌ای محسوب می‌گردد؛ چرا که قطر منبع گرمایی ۲۰۰ برابر بزرگ‌تر، یعنی ۵ میکرومتر است. در واقع این کار شبیه نقاشی کردن یک تار مو با یک برس ۱ اینچی است؛ البته اندازه‌ی الگوها در آینده از این مقدار هم کوچک‌تر خواهد شد؛ چرا محققان درصددند تا از منبع گرمایی نانومقیاس برای این کار استفاده کنند. از دیگر مزایای این روش ارزان بودن آن و بی‌نیازی آن به خرید دستگاه‌های پیچیده و گران‌قیمتی نظیر دستگاه‌های لیتوگرافی پرتو الکترونی است. در واقع دانشمندان قادر خواهند بود تنها با یک میکروسکوپ AFM تغییریافته، نانوساختارها مختلفی را ایجاد کنند. طول مدت ساخت نیز از چند روز یا چند هفته به چند ساعت تقلیل می‌یابد.

نانوادواتی که می‌توان با این روش الگودهی کرد عبارتند از: LED‌ها، شبکه‌های نانومقیاس، ساختارهای بازخوردی (برای استفاده در لیزرهای آلی)، گیت‌های عایق، ترانزیستورهای متأثر از میدان (FET) و لایه‌‌های فعال شناساگر نوری.

البته این روش هنوز برای به‌‌کارگیری در تولید انبوه آماده نیست و از آن برای مواد آلی عامل‌‌دار بسیار نرم استفاده می‌‌شود.