روش جدیدی برای الگودهی سطح

پژوهشگران سنگاپوری روش جدیدی برای الگودهی سطح ارائه کرده‌اند. در این روش
که از میکروسکوپ الکترونی استفاده شده، فاصله میان دو نقطه در الگو ۱۰
نانومتر است.

در سال ۱۹۵۹ ریچارد فایمن در یک سخنرانی سوالی مطرح کرد: چرا ما نمی‌توانیم
تمام ۲۴ جلد دایره‌المعارف بریتانیکا را روی نوک یک سوزن بنویسیم؟ پس از آن
دانشمندان پیشرفت‌های چشمگیری در حوزه‌های مختلف فناوری نانو داشته‌اند. در
این میان نوشتن و خواندن مطالب در مقیاس اتمی یکی از این حوزه‌ها بوده است.

روش‌های فعلی برای الگودهی سطح در مقیاس اتمی، دارای محدودیت‌هایی است.
جئول یانگ و همکارانش در موسسه تحقیقاتی آاستار روشی برای الگودهی سطح
ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان تصاویر “سایه خاکستری” با دقتی در
حد چند ده میکرومتر ایجاد کرد. سایه خاکستری یک روش نمایش تصویر رنگی است
که در آن رنگ‌های مختلف بر حسب مقدار روشنایی، با سایه‌هایی از رنگ خاکستری
ظاهر می‌شوند ، این روش حجم ذخیره اطلاعات را کاهش می‌دهد.

در روش‌های الگودهی رایج، روشنایی تصویر با استفاده از تغییر دانسیته عناصر
تک رنگ ایجاد می‌شود. اما در روش ابداعی یانگ، این عناصر نانوپست‌ها هستند
که ابعادی در حد ۱۰ نانومتر دارند. این نانوپست‌ها دارای ۱۷ الگوی مختلف
بوده که با استفاده از آنها می‌توان تصویر سایه خاکستری خلق کرد. در این
روش از”سایه رنگ” استفاده شده است. در سایه رنگ تصاویر به شکل مجموعه‌اى از
نقاط ریز و فاصله‌دار که قطرهاى متغیرى داشته و وقتى به چاپ مى رسند، در
کنار یکدیگر سایه‌هایى از خاکسترى را تداعى مى سازند. در گذشته براى تهیه
این نوع تصاویر از روش عکسبردارى استفاده مى شد، در این صورت هر چه سایه
تیره‌تر مى‌بود، در عکس با نقطه درشت‌ترى دیده مى‌شد. امروزه در نشر
کامپیوترى، این نقاط به‌طور الکترونیکى و با طرح‌دهى سطوح خاکسترى در
مجموعه اى از نقاط چاپ شده توسط چاپگر لیزرى، ایجاد مى‌شوند.

برای اثبات عملکرد این سیستم، پژوهشگران الگویی را روی سطحی به مساحت ۴۰
سانتیمتر مربع ایجاد کردند. در این طراحی فاصله میان نقاط از هم ۱۰ نانومتر
بود.

در این پروژه، پژوهشگران از میکروسکوپ الکترونی در فرآیند سایه رنگ استفاده
کردند. آنها از پرتوهای الکترونی با قدرت تفکیک بالا برای خلق تصاویر سایه
خاکستری استفاده نمودند. تصاویر به‌دست آمده قابل مشاهده با میکروسکوپ نوری
بود.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Miniaturization of grayscale
images در نشریه Journal of Vacuum Science and Technology به چاپ رسیده
است.