استفاده از ترک برای تولید نانوساختارها

زمانی که در حوزه تولید نانوساختارها فعالیت می‌کنیم، ترک خوردن ویژگی ناخوشایندی است که باید از آن پرهیز کرد. اما اخیرا محققان کره جنوبی دریافته‌اند که ترک خوردن همیشه بد نیست و می‌توان گاهی از آن استفاده کرد، برای مثال می‌توان از آن برای تولید کنترل شده الگوها استفاده کرد. این روش ارزان قیمت و ساده است به‌طوری که می‌توان از آن در صنعت الکترونیک و میکروسیالات استفاده کرد.

زمانی که در حوزه تولید نانوساختارها فعالیت می‌کنیم، ترک خوردن ویژگی
ناخوشایندی است که باید از آن پرهیز کرد. اما اخیرا محققان کره‌ جنوبی
دریافته‌اند که ترک خوردن همیشه بد نیست و می‌توان گاهی از آن استفاده کرد،
برای مثال می‌توان از آن برای تولید کنترل شده الگوها استفاده کرد. این روش
ارزان قیمت و ساده است به‌طوری که می‌توان از آن در صنعت الکترونیک و
میکروسیالات استفاده کرد.

کو هیون نام، نویسنده اصلی مقاله‌ای در این باره از دانشگاه اوا ومنز در سئول
می‌گوید این روش که آنها استفاده کردند بسیار شبیه چیزی است که مصریان باستان
با آن روی سنگ‌های به‌کار رفته در ساخت هرم ترک ایجاد می‌کردند. آنها روی
نقطه‌ای روی سنگ سوراخی ایجاد می‌کردند و سپس گُوِه خود را درون آن سوراخ قرار
داده و در نهایت آب درون سوراخ می‌ریختند. آب به‌درون گوه که از جنس چوب بود،
نفوذ می‌کرد که این کار موجب متورم شدن چوب می‌شد. با تورم چوب ترک بزرگی روی
چوب ایجاد می‌شد بدون این که نیاز به اعمال فشاری در سنگ باشد.

روشی که این تیم تحقیقات کره‌ای به‌کار گرفتند مشابه این روش است، آنها پیش از
اعمال یک لایه نازک از جنش نیترید سیلیکون، با استفاده از پلاسما روی زیرلایه
سیلیکونی حفره‌ها و برآمدگی‌هایی ایجاد می‌کردند. معمولا اعمال پوشش نیترید
موجب بروز ترک‌های کنترل نشده‌ای می‌شود اما وجود حفره‌ها و برآمدگی‌ها این
ترک‌خوردن‌ها را کنترل می‌کند. وجود حفره‌ها موجب آغاز ترک خوردن می‌گردد و
برآمدگی مانع از ادامه ترک برداشتن شده و به‌منزله نقطه پایان ترک است.
بنابراین می‌توان گفت که ترک‌ها جهت گیری بلوری زیرلایه سیلیکون را دنبال
می‌کنند. با اعمال یک لایه ساندویچی از دی اکسید سیلیکون بین سیلیکون و نیترید
سیلیکون، پژوهشگران موفق شدند ترک‌ها را وادار کنند تا در جهت مخالف حرکت کنند.

برای بررسی اثربخشی این روش محققان یک جعبه دایره‌ای شکل که دارای جزئیاتی در
ابعاد میکرونی است ساختند. قدرت تفکیک ترک‌های ایجاد شده محدود به دقت روش مورد
استفاده برای ایجاد برآمدگی و حفره‌ها دارد. محققان معتقدند که می‌توان دقت این
روش را از ۱ میکرومتر افزایش داد.

تولید نانوساختارها متکی به اچ کردن و لیتوگرافی است بنابراین بسیار پرهزینه و
وقت گیر است اما با استفاده از روش ترک کنترل شده می‌توان این فرآیند را
سریع‌تر و ارزان‌تر انجام داد. همچنین روش ترک برداری با فناوری نیمه‌هادی فعلی
مطابقت دارد.