پژوهشگران ژاپنی توانستند با ترکیب دو روش لیتوگرافی پرتو الکترونی(EBL) و خط‌کش مولکولی(MR) نانوشکاف‌هایی به ابعاد زیر ۲۰ نانومتر با دقت بسیار بالا ایجاد کنند. پیش از این، ساخت چنین نانوساختارهای با استفاده از این دو روش با چنین دقتی امکان‌پذیر نبوده‌است.
ساخت نانوشکاف‌هایی به ابعاد زیر ۲۰ نانومتر
پژوهشگران ژاپنی توانستند با ترکیب دو روش لیتوگرافی پرتو الکترونی(EBL) و خط‌کش مولکولی(MR) نانوشکاف‌هایی به ابعاد زیر ۲۰ نانومتر با دقت بسیار بالا ایجاد کنند. پیش از این، ساخت چنین نانوساختارهای با استفاده از این دو روش با چنین دقتی امکان‌پذیر نبوده‌است.
لیتوگرافی یکی از ستون‌های صنعت نیمه‌هادی است. طی چند دهه‌ی اخیر، صنایع توانسته‌اند اندازه‌ی قطعات و الگوهای مورد استفاده در سیستم‌های الکترونیکی را کاهش داده، بهبود چشمگیری در آنها ایجاد نمایند؛ در حالی که تغییر زیادی در روش‌ها و مواد مورد استفاده برای تولید این قطعات و الگوها ایجاد نشده‌است. امروزه مواد و روش‌های لیتوگرافی مورد استفاده در میکروالکترونیک در حال رسیدن به انتهای حد فنی بنیادی خود هستند؛ بنابراین پژوهشگران باید از مواد جدیدی مانند کوپلیمرهای خودآرا و روش‌های نوین برای عبور از این حد و رسیدن به ابعاد زیر ۲۰ نانومتر، استفاده کنند.
روش لیتوگرافی پرتو الکترونی(EBL) دارای قدرت تفکیک مناسبی است؛ اما به‌دلیل اثر مجاورت و بزرگ بودن قطر پرتو، امکان کنترل اندازه‌ی الگو در مقیاس‌های زیر ۲۰ نانومتر دشوار است. در راهبرد جدید نانولیتوگرافی موسوم به خط‌کش مولکولی(MR)، امکان کنترل اندازه‌ی درزها در مقیاس نانو وجود دارد. در این روش لایه‌های مولکولی که دارای ابعاد بسیار دقیقی هستند، روی ساختارهایی از پیش تعیین‌شده‌ای قرار داده می‌شوند و به‌عنوان الگو برای تولید نانوساختار عمل می‌کنند. شکاف‌های ایجادشده را می‌توان با دقت مولکولی طراحی کرد. با این حال با استفاده از روش خط‌کش مولکولی نمی‌توان الگوهای پیچیده‌ای را ایجاد کرد. ترکیب دو روش EBL و MR نیز تاکنون نتیجه‌ی خوبی نداده‌است.
محققان ژاپنی موفق به توسعه‌ی روش تکمیلی برای EBL شدند که می‌تواند بدون آسیب زدن به لایه‌های مولکولی در MR، نانوشکاف‌هایی در موقعیت‌های از پیش تعیین‌شده ایجاد کند. با این روش می‌توان شکاف‌هایی زیر ۲۰ نانومتر ایجاد کرد؛ به شکلی که با بهره‌گیری از MR، محدودیت قدرت تفکیک موجود در EBL را جبران کرد. این روش منجر به تشکیل شکاف‌هایی نانومقیاس بین الکترودها می‌شود.
کلید اصلی در این روش، فرایند خودآرایی است که مانع از آسیب‌رسانی پرتو‌های الکترونی می‌شود که در زیر نشان داده می‌شود:
آنها در این روش از ۳،۵ و ۱۰ دولایه‌ی MHDA و Cu+2 برای فرایند خودآرایی استفاده کردند و در نهایت شکاف‌هایی به ترتیب به ابعاد ۶، ۱۰ و ۲۰ نانومتر ایجاد کردند. پژوهشگران معتقدند که با این روش می‌توان نانوشکاف‌های بلندتر و با کیفیت و بازده بالاتر ایجاد کنند.
