روش جدید برای ساخت نانو ابزارها در آزمایشگاه

در این روش از لیتوگرافی تبخیری با پرتو الکترون عبوری یا TEBAL به منظور
تراش نانو ساختارها از صفحات نازک طلا، نقره، آلومینیوم و فلزات دیگر
استفاده می شود.

TEBAL یک شیوه مطمئن تر برای تولید مدلهای بهتری از این دستگاه های
میکروسکوپی را فراهم می کند، که ویژگیهای مکانیکی و پتانسیل مورد استفاده
آنها در سنسورها و تجهیزات الکترونیکی نسل بعد مورد مطالعه قرار می گیرند.
همچنین این شیوه اجازه تصویربرداری اتوماتیک از این دستگاه ها را در حین
ساخت فراهم می کند.

در شیوه سنتی ساخت نانو ابزارهاا از لیتوگرافی پرتو الکترون استفاده می شود
اما نیاز به استفاده از پلیمرها و مواد شیمیایی که موجب تبخیر فلزات میشود،
نیز است. ابعاد ساختارهای حاصل از این روش نزدیک به ۵۰ نانومتر است و به
ندرت به ۱۰ نانومتر می رسد.

پروفسور ماریجا درندی، استاد فیزیک دانشگاه پنسیلوانیا به همراه تیمش نانو
دیسک، نانو حلقه، نانو سیم، نانو حفره و نانو ترانزیستورهای چند پایانه را
ساخته است. این نتایج در مجله Nano Letters به چاپ رسیده است.

به گفته پروفسور درندی “روش های بسیار متفاوت ساخت ساختارهای کوچک، به
تحقیق بر روی پدیده هایی که در مقیاس های نانو رخ می دهند، نیاز داشت، اما
موارد استفاده بسیار و همچنین شیوه های متفاوت محدود به ده ها نانومتر است.

به طور کلی ساخت دستگاه ها در مقیاس زیر ده نانو متر از روش بالا به پائین
هنوز در حال تغییر است، اما روش جدید برای رفع این مشکل راه دیگری پیشنهاد
می کند.

از این گذشته ، شیوه TEBAL یک اتصال فاقد مقاومت بین نانو ساختار و یک هادی
الکتریکی بوجود می آورد که انرژی دستگاه را تأمین می کند.

بیشتر قسمتها، به احتمال زیاد در جریان الکتریکی بین اجزا، گیر می افتند.
علاوه بر این، ساختارهای بوجود آمده از روش پائین به بالا، که از تجمع
اجزاء کوچکتر شکل گرفته اند، عموماً در ابتدا لازم است روی یک تراشه قرار
گرفته و سپس به یک جریان الکتریکی متصل گردند. کار با یک تکه فلزی به این
معنی است که قسمتهای اضافی که باعث کاهش بازده شوند، وجود ندارند.

این تیم برای تولید چندین نمونه یکسان از هر ساختار نظارت فوق العاده
بالایی را انجام می دهند. توانایی تولید سریع این دستگاه های ریز، نمونه
هایی را که برای فهم بهتر خواص مکانیکی و الکتریکی فلز در مقیاس مولکولی
مورد نیاز بود، فراهم می کند. تحقیقات بعدی ممکن است به سمت ساخت ساختارهای
کامپیوتری از چنین دستگاهایی با پیچیدگی های بیشتر و چرخه های تولید سریعتر
هدایت شود.

مدارها، آهنرباها و ترانزیستورهای مولکولی ابر هادی، از جمله موارد کاربردی
دنیای امروز هستند که ممکن است از نتایج این تحقیق بدست آیند. فیزیکدانان
دانشگاه پنسیلوانیا همچنین یک روش سریعتر برای تعیین توالی DNA را پیشنهاد
کرده اند که می تواند از توسعه این مراحل به دست آید؛ با بندکشی رشته های
DNA از میان یک nanoport الکترونیکی که قادر به خواندن کدهای ژنتیکی
گوناگون روی هر جفت پایه است.

مطالعات توسط درندی و مایکل فیشبین از دپارتمان فیزیک دانشگاه پنسیلوانیا
در دانشکده علوم و هنر هدایت شده است.
بودجه این تحقیقات از طرف دفتر تحقیقات نیروی دریایی و بنیاد ملی علوم
تأمین شده است.