Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Схема получения триподного электронного устройства путем удаления отдельных атомов с помощью фокусированного пучка электронов.

Рис. 2. Многостенная углеродная нанотрубка до (a) и после (b) эксперимента.

Рис. 3. Отверстия различного диаметра, полученные с помошью фокусированного пучка электронов (a, b) и перетяжка на МУНТ (с).

Рис. 4. Nb-нанонить до (a) и после (b, c и d) эксперимента. Темные пятна соответствуют вытравленным частицам металла.

Литография с атомным разрешением

Ключевые слова:  нанолитография, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

01 ноября 2008

Создание функциональных наноустройств для электроники является на сегодняшний день одним из основных направлений развития научных исследований. В частности, необходимо разрабатывать технологии получения сложных наноструктур с точно контролируемыми геометрическими размерами. В качестве рабочего инструмента для этой цели удобнее всего использовать сфокусированный пучок электронов. Следует отметить, что идея травления материала данным методом не нова и повсеместно широко применяется (смотри, например).

Американским исследователям пришла идея перейти на атомный уровень, т.е. удалять с помощью электронного пучка отдельные атомы и их группы (рис. 1). Идеальным объектом для такого рода манипуляций американцы считают графен. Электронные свойства данного материала строго зависят от геометрии устройства. Если придать графену нужную форму, из него выйдут неплохие переключатели, диоды, транзисторы и т.д. Умножители сигнала, например, получаются лишь из графеновых лент с ровными краями. Выравнивание края на атомарном уровне, несомненно, является актуальной задачей, решение которой окажется полезным в спинтронике и для обработки квантовой информации.

Однако эти мечты далеки от реальности, а высказанные идеи - от практической реализации. В работе “High-resolution nanofabrication using a highly focused electron beam” ученые оттачивают свое мастерство пока только на нанометровом масштабе. Да к тому же не на графене, а на многостенных углеродных нанотрубках (МУНТ). Тем не менее, авторам удалось сфокусировать пучок электронов на площади порядка нескольких нанометров и получить отверстия с диаметром менее 2,5 нм (рис. 2). Кроме того, в работе продемонстрирована возможность более тонких манипуляций с электронным пучком. Авторам удалось вырезать отверстия диаметром 11 нм в МУНТ с диаметром 26 нм (рис. 3b) и получить перетяжку на УНТ с поперечным сечением порядка 5 нм (рис. 3с). Аналогичные приемы работы годятся не только для углеродных материалов, но и для металлов. Отверстия диаметром менее 2,5 нм были протравлены в ниобиевых нанонитях (рис. 4).

Хочется надеяться, что в ближайшем будущем удастся найти способы управлять структурой устройств на атомарном уровне.


Источник: JOURNAL OF APPLIED PHYSICS



Комментарии
Владимир Владимирович, 01 ноября 2008 21:32 
Удаление отдельных атомов с помощью фокусированного электронного пучка – технология ближайшего будущего!

Ну да - просто это мы все время живем в настоящем
Авторам оригинальной статьи - пожелание заняться более реальными вещами: бублики дырявить что-ли (хоть разница между желаемым и действительным будет заметна меньше)
Чабан Виталий Витальевич, 02 ноября 2008 16:01 
Если по несколько нанометров отверстия в нанотрубках делать умеют, то это уже интересно.
Вопрос за рентабельностью.
Очень любопытно.
Но не кажется ли, Илья Владимирович, что в таком способе уже заложен некий внутренний конфликт: для удаления единичных атомов кажется необходимым, чтобы слой материала должен быть очень тонким- один или несколько атомарных слоёв? В противном случае из- за рассеяния электронов не достигнуть нужной фокусировки.
Может быть поэтому использовали MWNT, а не SWNT?
А если обрабатывать графитоподобный слой ( графен по современному, простите за ортодоксальное название, привычка), здесь возникнут похожие проблемы.
Пока графены поставляются в основном на SiO2 подложках: Graphene Industries -> Sample Catalog - что будет происходить в этом случае?
Интересно, а как у полученных структур обстоят дела с устойчивостью, например, к окислению?

Судя по энергиям, это какой-то современнейший TEM JEOL. У них вакуум до ~1.5 x10^-7 torr.
По некоторым данным, примерно подобный электронный пучок приводил к аморфизации графитовых пленок толщиной 10- 50 килонанов ( аббревиатура некоторых желающих припасть к живительному источнику госфинансирования, 10-50 мкм). В таком вакууме графит как геттер не работал, а вульгарно загрязнял всю вакуумную систему сажей. Ругани было!
Вполне вероятно, что при работе с нанометровыми плёнками будет взаимодействие остаточным кислородом. Но более вероятна реакция с материалом подложки. Может быть, это и неплохо?
Я с 1972 года занимался электронно-лучевыми технологиями для микроэлектроники (литография, микроскопия, микроразмерная обработка) и глубоко убежден, что создать остросфокусированный пучок электронов с атомным разрешением невозможно. Одноименно заряженные частицы отталкиваются и пучок расплывается. Лучший результат получили японцы - 10 ангстрем, но по паспорту. В жизни оказалось хуже. Так что это утопия, если речь идет об остросфокусированном пучке электронов. Попытка применения ТЗН технологий на мой взгляд тоже попахивает фуфлом, но это мое личное мнение, никого ни к чему не обязывающее
Так и думал, JEOL 2010F! EMAL - Instruments: JEOL 2010F
И даже с Handbook!
Владимир Игоревич, а вам "Маргарита Сергеевна Ч." ничего не говорит?
Это был рекламный проспект FEI Company.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанопаркет
Нанопаркет

III Международная гибридная школа-конференция "Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем - 2021"
НТ-МДТ Спектрум Инструментс приглашает вас принять участие в III Международной гибридной школе-конференции "Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем -2021", BioSPM-2021

SCAMT Workshop Week - практикум по нанотехнологиям в области хим/био/IT. Санкт-Петебург, 30 января - 6 февраля
SCAMT открывает подачу заявок на 8-ую научную школу SCAMT Workshop Week, которая пройдет с 30 января по 6 февраля 2022 года. Для студентов, прошедших отбор, участие в SWW бесплатное, иногородним предоставляется проживание.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Ленточки в косую полосочку: где кончается текстурный дизайн и начинается деформационная инженерия. Борофен: От слоя к слою. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать: скачки Баркгаузена в сегнетоэлектрике. Украшение из скандия для притяжения водорода. Нобелевская премия 2021.

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.