ساخت نوک‌های مقاوم از جنس الماس

یکی از بخش‌های فناوری نانو که دارای پتانسیل بالایی در تولید نانوادوات
است، بهره گیری از نوک‌ها نانومقیاس می‌باشد. گرم کردن این نوک‌ها می‌تواند
به شدت سرعت تولید را افزایش دهد اما گرما و سرعت بالا می‌تواند موجب خم
شدن راس این نوک شود که از چند اتم تشکیل شده است.

اخیرا رابرت کارپیک و تویس جاکوب در دانشگاه پنسیلوانیا نوک جدیدی ساخته‌اند
که برای استفاده در پردازش‌های گرمایی مناسب است. آنها این نوک را از الماس
ساخته‌اند. کارپیک استاد رشته مهندسی مکانیک و ماشین‌های کاربردی در مدرسه
مهندسی و علوم کاربردی این دانشگاه است. تویس دانشجوی دکتری کارپیک است.
رهبر این تیم تحقیقاتی ویلیام کینگ از دپارتمان علوم مکانیک و مهندسی
دانشگاه ایلینویز است. هو جون کیم، سوهان سومنات و جاناتا فلت از دیگر
اعضای این تیم تحقیقاتی هستند. همچنین مایک ملدوان و جان کارلیس از شرکت
فناوری‌های الماس پیشرفته در این پروژه با این گروه همکاری داشته‌اند.
نتایج این پژوهش در نشریه
Nanotechnology به چاپ رسیده است.

بیش از ۲۰ سال است که محققان از میکروسکوپ نیروی اتمی برای مشاهده اجسام
نانومقیاس استفاده می‌کنند. این میکروسکوپ دارای نوکی نانومقیاس است که در
روی سطح بالا و پایین می‌رود که نیروی برهمکنش میان نوک و سطح عامل این
حرکت می‌باشد. دانشمندان به‌دنبال این هستند که از این نوک برای نشاندن
مواد یا اچ کردن سطح استفاده کنند و یا از آن برای فرآیند تولید ادوات
نانومقیاس استفاده نمایند. چالش پیش‌رو در این بخش، ساخت نوک‌هایی قابل
اعتماد است به‌خصوص زمانی که قرار است روی بستری سخت یا نیمه‌هادی‌ها
پردازشی انجام شود.

محققان با استفاده از فرآیندی موسوم به اچ کردن یونی فعال موفق شدند نوع
جدیدی از نوک‌های الماسی را تولید کنند که دارای مقاومت بالایی در برابر
خستگی و گرما است. کارپیک می‌گوید نسبت به نوک‌هایی که تا به حال دیده‌ام
این نوک جدید از مقاومت بالایی در شرایط سخت، نظیر دما و استرس بالا،
برخوردار است. کینگ می‌گوید پردازش گرمایی به‌وفور در فرایند تولید ادوات
مورد استفاده قرار می‌گیرد ما روی پردازش گرمایی در مقیاس نانو کار می‌کنیم
در این روش از گرم کردن برای زدایش یا قرار دادن مواد روی سطح استفاده می‌شود.

پژوهشگران معتقدند که از ترکیب این نوک با پیمایشگرهای گرمایی می‌توان در
میکروسکوپ‌های نیروی اتمی استفاده کرد. ملدوان می‌گوید ما خوشحالیم که از
این نوک‌های الماسی می‌توان هم در شرایط سخت و هم شرایط عادی استفاده کرد.