روش جدیدی برای تولید آرایه‌های نانوشکاف پلاسمونیک

محققان موسسه فناوری استیونز روش جدیدی برای تولید آرایه‌های منظم از نانوساختارهای
فلزی شدند. این کار که به رهبری استفان استاروف از دپارتمان فیزیک این مرکز انجام
شده است، روشی مناسب جهت لیتوگرافی هولوگرافیک است. با این کار می‌توان تولید
آرایه‌های نانوشکاف پلاسمونیک را با هزینه کمتر به شکلی ساده‌تر انجام داد. نتایج
این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.

راینر مارتینی، از دپارتمان فیزیک می‌گوید استفان استاروف روی مرزهای دانش در فیزیک
تحقق می‌کند. آزمایشگاه او به دستاوردهایی می‌رسد که نه تنها روی زمینه‌های دیگر
نیز تاثیرگذار است، بلکه مقالات حاصل از کار او آموزه‌های زیادی برای دانشجویان و
دانش‌پژوهان دارد.

آرایه‌های نانوشکاف پلاسمونیک، نانوساختارهای فلزی یکنواختی هستند که در میان آنها
فواصل بسیار کوچکی وجود دارد. با اعمال یک میدان الکتریکی محدود و تحت تابش نور،
این نانوشکاف‌ها کاربردهای متعددی پیدا می‌کنند. از این نانوساختارها به‌خصوص
می‌توان در کوچک سازی مدارات فتونیک و حسگری فوق حساس استفاده کرد. از این حسگرها
می‌توان برای شناسایی پروتئین‌های ویژه‌ یا مواد شیمیایی بسیار کوچک در حد تک
مولکول استفاده کرد، یا آنها را در میکروسکوپ با قدرت تفکیک بالا به‌کار گرفت.
مدارات نانوفتونیک، که مقادیر زیادی اطلاعات را انتقال می‌دهند، به‌عنوان نسل جدیدی
از قطعات در کامپیوترها محسوب می‌شوند.

روش‌های تولید نانوشکاف‌ها معمولا از چند مرحله تشکیل می‌شوند که غالبا زمان‌بر، با
بهره پایین و گران‌قیمت هستند. لیتوگرافی هولوگرافیک (HL) یک راهبرد نوری است که در
آن از تداخل پرتو لیزری استفاده می‌شود تا الگوهای متناوبی را ایجاد کند. پیش از
این با استفاده از این روش الگوهایی با ابعاد کمتر از طول موج نور ایجاد شده بود.
این گروه تحقیقاتی با ترکیب چهار پرتو لیزر این روش را پیاده سازی کردند. با این
کار اشکال دوقولویی را درون الگوهای پلیمری ایجاد کرده که ابعادی کمتر از ۷ نانومتر
داشت. این رقم ۷۰ مرتبه کوچکتر از طول موج نور لیزر آبی است که برای ایجاد این
ساختار‌ها به‌کار گرفته می‌شود.

این تیم تحقیقاتی موفق شدند با روش HL نانوشکاف‌های ایجاد کنند که از نظر کیفیت با
روش‌های دشواری نظیر لیتوگرافی پرتو الکترونی و FIB برابری می‌کند. در کنار سادگی و
ارزان قیمت بودن این روش، می‌توان به‌عدم نیاز به اتاق تمیز برای تولید این
ساختارها اشاره کرد به‌طوری که محققان توانستند الگوهایی با یکنواختی ۹۰ درصد را با
این روش و در خارج اتاق تمیز تولید کنند.