رؤیای ایجاد ساختارهای سه‌بعدی دقیق در مقیاس اتمی، با ساخت ابزاری به‌وسیله‌ی دانشمندان آزمایشگاه زایوکس، به واقعیت پیوست.
ساخت در مقیاس اتمی
رؤیای ایجاد ساختارهای سه‌بعدی دقیق در مقیاس اتمی، با ساخت ابزاری به‌وسیله‌ی دانشمندان یک شرکت، به واقعیت پیوست.
جان راندال، معاون آزمایشگاه زایوکس در دانشگاه ریچاردسون تگزاس، گفت: «ما توانستیم با استفاده از سوزن میکروسکوپ تونل‌زنی روبشی(STM) اتم‌های هیدروژن موجود بر روی سطوح سیلیکونی را یکی‌یکی برداشته، لایه‌هایی تک‌اتمی از سیلیکون را با دقت زیادی روی منطقه‌ی تمیزشده بنشانیم».
تاکنون، پژوهشگران آزمایشگاه‌های زایوکس، موفق به جداسازی ۵۰ اتم هیدروژن در هر ثانیه شده‌اند؛ اما راندال به کمک تجربه و نوآوری(سعی و خطا)، پیشرفت بزرگی را برای سرعت این فرایند پیش‌بینی می‌کند.
راندال گفت:«راه‌های زیادی مانند استفاده از سیستم‌های موازی برای گسترش این روش وجود دارد، همچنین دستیابی با سرعت هزار برابر بیشتر، به‌راحتی امکان‌پذیر است».
راندال پیش‌بینی می‌کندکه آزمایشگاه زایوکس بتواند پس از ۷ سال اولین نمونه از ابزار تولیدی را بفروشد. این ابزار می‌تواند بیش از یک میلیون اتم هیدروژن را در یک ثانیه جدا کند؛ این در حالی است که هم‌اکنون این عمل با استفاده از ۱۰ سوزن موازی انجام می‌شود که هزینه‌ای در حدود ۲۰۰۰ دلار را برای هر یک میکرومترمکعب از سیلیکون اضافه‌شده (یعنی ۴۸ میلیارد اتم سیلیکون) دربردارد.
ایجاد ساختارهای دقیق اتمی، در مواردی مانند غشاهای نانومتخلخل، ساختارهای کیوبیتی برای رایانه‌های کوانتومی و استانداردهای اندازه‌شناسی نانو(نانومترولوژی)، کاربردهای مفیدی دارد. قابل توجه اینکه کاربردهای بزرگ‌مقیاس برای یافتن ارزش و توجیه اقتصادی نیازمند بهبود توانمندی‌ها نسبت به هزینه‌ها هستند.
از فرایند زایوکس تنها برای سطوح سیلیکونی(سطوحی که اغلب با لایه‌ای از اتم‌های هیدروژن که در مجاورت اتم‌های سیلیکون هستند، پوشیده شده‌اند) استفاده می‌شود. این فرایند دارای دو مرحله است: ابتدا، اتم‌های هیدروژن منفرد از مکان‌هایی که قرار است سیلیکون روی آن نشانده شود، به‌وسیله‌ی میکروسکوپ STM در یک خلأ بسیار بالا برداشته می‌شوند، سپس گاز هیدرید سیلیکون اعمال می‌شود. تک‌لایه‌ای از این مولکول‌ها سریع در مکان‌های پاک‌شده از هیدروژن می‌نشیند. پس از لایه‌نشانی، گاز خارج و فرایند تکرار می‌شود تا ساختار مورد نیاز با استفاده از لایه‌های سه‌بعدی سیلیکونی خالص، ایجاد شود.
