|
یک روش جدید و کارآمد، جهت ساخت ساختارهای نانومتری پیچیده توسط فیزیکدانان دانشگاه
پنسیلوانیا، آمریکا، اختراع شده است. میکائیل فیسچبین و ماریجا درندیک، با استفاده
از میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) موفق به تولید ادوات نانومتری با ابعاد مختلف
شدند. این روش که محصولاتش از قدرت تفکیک بالاتری نسبت به سایر روش‌های موجود
برخوردار است، می‌تواند در زمینه‌های نانوالکترونیک، نانوسیالیت، پلاسمون‌ها و
دستکاری ذرات داخل تراشه‌ها، بکار گرفته شود.
ایجاد ادوات نانوساختار با کیفیت بالا از اهیمت بالایی برخوردار می‌باشد، زیرا خواص
فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خیلی از سیستم‌ها وابسته به حرکت الکترون‌ها و واکنش‌های
شیمیایی که در مقیاس نانومتر اتفاق می‌افتند، است.
الکترون‌ها به طور کلی در دمای اتاق، قبل از این که به طور غیرالاستیک داخل فلزات
پراکنده شوند، در حدود چندین نانومتر حرکت می‌کنند، و گذار از فاز فلزی به فاز
ابررسانایی در ابعاد حدود nm10 خیلی حساس‌تر می‌شود. همچنین سیالات در مقیاس
نانومتر، نسبت به حالت توده‌ای خود، به صورت متفاوتی جریان می‌یابند، و آبی که در
یک فضای نانومتری محدود شده باشد، در دمای اتاق متبلور می‌شود.
اگر چه روش‌های زیادی جهت ایجاد ساختارهای نانومتری وجود دارد، ولی یکی از پر
استفاده‌ترین این روش‌ها که به روشی لیتوگرافی با اشعه الکترونی معروف است، برای
لیتوگرافی زیر nm 10 محدود است. علاوه بر این، ایجاد ادوات کوچکتر از m10 به طور
انبوه و با روش‌های مرسوم بالا به پایین، خیلی سخت است.
هم‌اکنون، محققان دانشگاه پنسیلوانیا نشان داده‌اند که یک باریکه الکترونی حاصل از
میکروسکوپ عبوری می‌تواند برای تولید ادوات فلزی زیر nm10 و با ظرافت بالا استفاده
شود.
در این روش فیزیکدانان، با استفاده از روش مرسوم لیتوگرافی، ابتدا یک لایه فلزی به
ضخامت nm100 را روی لایه عایق نیترید سیلیکان الگودهی کرده‌اند، سپس فلز الگودهی
شده را داخل دستگاه TEM گذاشته و با استفاده از باریکه الکترونی متمرکز دستگاه TEM
آن را حجاری کرده‌اند.
یکی از این محققان توضیح می‌دهد: زمانی که باریکه الکترنی به طور معمول با
بزرگنمایی باور نکردنی جهت تصویربرداری استفاده می‌شود، این امکان وجود دارد که
همزمان مشاهده کرد که حجاری روی نمونه در حال رخ دادن است.
تصویربرداری در حال ساخت به ما اجازه می‌دهد که حجاری به خوبی کنترل شود، آن به این
معنی است که ساختارهای هندسی متفاوتی می‌توانند زمانی که ادوات ساخته شده خیلی نرم
باشند، ساخته شوند. شکل‌هایی که این محققان با این روش ساخته‌اند شامل نانوسیم‌ها،
شکاف‌های نانومتری، حلقه‌های نانومتری و ادوات چند پایانه‌ای می‌باشد.
در پایان، مزیت دیگر این روش که به روش “ablation Lithography” معروف است، این است
که این روش احتیاج به ماده مقاوم جهت لیتوگرافی و فرآیند lift-off، که در روش‌های
مرسوم استفاده می‌شوند، ندارد. تمام ساختارهایی که در این تحقیق آماده شده‌اند، با
دست ساخته شده‌اند، به این معنی که این دانشمندان با مشاهده تبخیر(ablation) در
زمان واقعی، باریکه الکترونی را جابجا می‌کردند.
بر اساس گفته‌های این گروه تحقیقاتی، استفاده از سیستم‌هایی کنترل شونده کامپیوتری
این امکان را فراهم خواهد کرد تا بر روی سطح وسیعی از بستر، الگوهای پیچیده و
ساختارهایی با دقت بالا ایجاد کرد.
نتایج این تحقیق در مجله Nano Lett. منتشر شده است.
|
