211service.com
Grandinių piešimas nano rašikliais
Vis spartesnės ir pigesnės elektronikos paklausa puslaidininkių pramonės litografijos gamybos metodų standartą išstumia iki savo ribų. Dabar mokslininkai praneša apie pigią, greitą litografijos techniką, kuri naudoja lanksčių polimerinių nano rašiklių matricas, kad lygiagrečiai tiksliai modeliuotų milijonus sudėtingų struktūrų. Metodas, kurią mokslininkai naudojo kurdami integruotą grandinę (ir liliputinės olimpinių žaidynių logotipo versijas), gali būti panaudota kuriant linijas, kurių dydžiai svyruoja nuo kelių nanometrų iki milimetrų storio.
Olimpinis nano rašiklis: Šios 15 000 auksinių olimpinių žaidynių logotipo kopijų (viršuje) buvo sukurtos naudojant naują litografijos techniką, kuri remiasi dideliais lygiagrečiai rašančių polimerinių nano rašiklių masyvais. Apatiniame paveikslėlyje logotipai pavaizduoti stambiu planu, o įdėklas dar labiau priartina e Pekine, parodydamas, kad jo apatinis brūkšnys yra tik 90 nanometrų pločio. Bėgančio žmogaus logotipas yra 36 mikrometrų aukščio. Šie vaizdai, padaryti skenuojančiu elektroniniu mikroskopu, parodo funkcijų dydžių diapazoną, kurį galima padaryti naudojant šią techniką.
Technika, sukurta pagal Chadas Mirkinas , Šiaurės Vakarų universiteto chemikas ir Tarptautinio nanotechnologijų instituto direktorius, naudoja piramidės formos polimerinių rašiklių masyvus, kurių galiukai panardinami į cheminių medžiagų tirpalus, kuriuose gali būti beveik bet kokios molekulės, įskaitant baltymus ir rūgštis; tada rašikliai mechanine svirtimi atsekami per paviršių, kad lygiagrečiai būtų sukurti milijonai struktūrų. Kiekvieno rašiklio nubrėžtų linijų plotis gali būti kruopščiai kontroliuojamas keičiant jėgą, veikiančią lanksčius rašiklio antgalius. Kadangi Mirkin rašikliai atskleidžia kompiuterio programinės įrangos užprogramuotus dizainus, jie gali greitai perjungti sudėtingus dizainus, todėl galima sukurti sudėtingus modelius, kurių funkcijos yra labai artimos viena kitai.
Mirkinas naudojo rašiklius, kad pieštų rūgštį ant silicio plokštelės, padengtos auksu; tada jis pagal modelį išgraviravo auksinį integrinį grandyną. Polimero rašiklio litografija taip pat rodo, kad galima modeliuoti biologines molekules. Iš tiesų, sako Mirkinas, ši technika gali veikti su beveik bet kokiu molekuliniu rašalu, įskaitant baltymus, skirtus ląstelėms užfiksuoti ir tirti. Polimerinių rašiklių masyvai kainuoja mažiau nei po dolerį.
Polimerinio rašiklio litografija yra patobulinta, palyginti su panardinamuoju rašikliu , techniką, kurią Mirkin kuria nuo 1999 m. Panardinamojoje litografijoje naudojami aštrių, standžių konsolinių zondų rinkiniai – tie patys, kurie naudojami atominės jėgos mikroskopijai. Mirkin sukūrė įmonę, NanoInk , komercializuoti technologiją. Tačiau jis pripažįsta, kad jo galutinį naudingumą riboja našumo, sąnaudų ir sudėtingumo problemos. Jo molekulinių potėpių dydis buvo apribotas gana siaurame diapazone, konsolės yra linkusios lūžti, o lygiagrečiai pagamintų konstrukcijų skaičius yra ribotas.
Multimedija
Stebėkite, kaip veikia litografija.
Jei tai veikia, sako Grantas Willsonas , Teksaso universiteto Ostine inžinierius, paspartins struktūrų modeliavimo nano rašikliais procesą. Naujoji panardinamojo rašiklio litografijos versija gali padaryti technologiją komerciškai praktiškesnę. Tačiau Mirkino technika varžysis perpildytoje aikštelėje, pažymi Willsonas. Tyrėjai, siekiantys supakuoti grandines su vis mažesnėmis funkcijomis vis greitesniems lustams, taiko daugybę skirtingų nanogamybos metodų. Kai kurie, pavyzdžiui, kuria optines antenas, kad sufokusuotų šviesą į labai mažus pluoštus, kad išplėstų fotolitografijos galimybes. Kiti pasuko elektronų ar jonų pluoštais arba naudojo karštis deformacija formuojant raštus.
Haraldas Fuksas Miunsterio universiteto (Vokietija) sąsajos fizikos grupės direktorius teigia, kad pagrindinis Mirkin technikos pranašumas, palyginti su kitais nanogamybos metodais, yra tikslumas ir lankstumas. Rašikliai gali būti naudojami rašymui rašyti vienu molekuliniu rašalu, panardinti į kitą ir tada rašyti kitą sluoksnį. Fuchso teigimu, norint sukurti dar sudėtingesnius raštus, kiekvieną rašiklio galiuką galima pamirkyti skirtingu rašalu.
Mirkinas sako, kad „Northwestern“ kalbasi su įmonėmis, įskaitant savo „NanoInk“, apie polimerinio rašiklio litografijos komercializavimą. Pasak jo, ši technika leis panardinimo technologiją pasiekti daugeliui žmonių.