گروهی از محققان سنگاپوری یک فرایند میکروساخت جدید برای تولید فیلم‌های آلومینای نانوحفره‌ای بسیار منظم روی ویفرهای سیلیکونی بزرگ توسعه داده‌اند که با فرایندهای مورد استفاده در صنعت نیمه‌رسانا سازگار است.
تولید فیلم‌های آلومینای نانوحفره‌ای
فیلم‌های آلومینای نانوحفره‌ای آندی مواد چندمنظوره‌ای هستند که می‌توانند به‌عنوان بسترهایی برای ساخت اشیاء چندکارکردی برای قطعات الکترونیکی و ذخیره انرژی به‌کار روند. متأسفانه روش‌های خسته‌کننده نانومقیاسی که برای ساخت این فیلم‌ها لازم است، استفاده از آنها را در فرایندهای صنعتی محدود کرده است.
حال گروهی از محققان موسسه تحقیقات و مهندسی مواد A*STAR در سنگاپور به رهبری تانو کوستاندی یک فرایند میکروساخت جدید برای تولید فیلم‌های آلومینای نانوحفره‌ای بسیار منظم روی ویفرهای سیلیکونی بزرگ توسعه داده‌اند که با فرایندهای مورد استفاده در صنعت نیمه‌رسانا سازگار است.
کوستاندی می‌گوید: «به‌طور معمول فیلم‌ها از طریق یک راهکار مکانیکی ساخته می‌شوند که در آن یک مهر اصلی با نیروی زیاد روی یک سطح آلومینیومی فشار داده می‌شود». در این راهکار احتمال شکستن بستر زیرینی که فیلم‌های آلومینیومی روی آن قرار می‌گیرند، وجود دارد.
این گروه پژوهشی برای جلوگیری از مُهرزنی محکم، با ترکیب یک روش لیتوگرافی به‌نام step-and-flash imprint lithography یا به‌عبارت دیگر SFIL با یک روش حکاکی تَر، یک راهکار «نرم» برای پیش‌الگودهی فلز توسعه داده‌اند. آنها ابتدا یک ویفر سیلیکونی را با آلومینیوم و یک «لایه مسطح‌ساز آلی» روکش داده و روی این سطح یک ماده مقاوم نوری (یک ماده ویسکوز مقاوم در برابر حکاکی که تحت نور ماورای بنفش پلیمریزه می‌شود) پاشیدند. سپس یک بستر کوارتزی الگودهی شده توسط ستون‌های نانومقیاس را روی سطح قرار داده و اجازه دادند تا ماده مقاوم با این بستر تماس داشته و آن را پر کند؛ پس از آن، این آرایش را در معرض نور ماورای بنفش قرار دادند تا یک نسخه معکوس از بستر کوارتزی را تولید نمایند. با حرکت دادن بستر به‌سمت مناطق پلیمریزه نشده و تکرار فرایند الگودهی، تمام سطح ویفر با ساختارهای نانومتری مهرزنی شد.
سپس این محققان سطح الگودهی شده را از مواد زاید و ماده مسطح‌ساز پاک کرده و با استفاده از یک مخلوط اسیدی به‌عنوان ماده حکاکی، الگوی ایجاد شده را روی آلومینیوم منتقل کردند. در نهایت با استفاده از نور ماورای بنفش و اُزن، ماده مقاوم پلیمری را حذف نموده و فلز را با استفاده از یک فرایند الکتروشیمیایی به نام آندیزه کردن اکسید کردند تا یک فیلم آلومینای نانوحفره‌ای تولید نمایند.
این گروه تحقیقاتی در حال حاضر دنبال کاربردهای بالقوه فیلم‌های آلومینای نانوحفره‌ای هستند.
