ZURICH and
Эта технология открывает новые перспективы в создании наноразмерных объектов для электроники, схемотехники, медицины, оптоэлектроники. Команда ученых создала несколько трехмерных (3D) и двумерных (2D) моделей, при этом используя различные материалы для создания образцов. Уменьшенная в миллиард раз 3D копия Matterhorn – одной из альпийских вершин Европы – высотой
Ключевым элементом технологии является острие кремниевого стержня – 500 нм в длину и размером всего в несколько нанометров на вершине.
«Наши успехи в первую очередь связываются с существованием прецизионных методов исследования наноразмерных объектов, - объясняет физик д-р Армин Кнолль из Цюриха (Dr. Armin Knoll of IBM Research – Zurich), - технология функциональна и позволяет формировать объекты довольно малых размеров».
Острие стержня, как фреза, "срезает" атомы материала слой за слоем, чтобы сформировать требуемый рельеф поверхности. Например, для создания уменьшенной копии Matterhorn понадобилось удалить 120 слоев.
Технология IBM позволяет достичь разрешения 15 нм, а в будущем можно будет снизить это значение еще на несколько единиц нанометров. Также она позволяет снизить затраты вдвое. Практические применения же варьируются от создания наноразмерных элементов микросхем будущих суперкомпьютеров до оптических элементов, таких как асферические линзы или системы линз в оптоэлектронике.
«Найти подходящий материал было для нас проблемой» , - признается Джим Хедрик (Jim Hedrick), ученый IBM центра исследований в Албмаден, Испания (IBM Research – Almaden). Необходимо было обладать веществом достаточно прочным, и в то же время, таким, чтобы можно было легко манипулировать его рельефом, манипулировать каждым слоем в отдельности.
Молекулярное стекло, которое использовали для создания Matterhorn, состоит из молекул, напоминающих по форме снежинки, размером в 1нм и практически идеальной сферической формы. При температуре острия стержня в 330 С (626 по Фаренгейту) водородные связи разрушаются и молекулы покидают поверхность материала. Использовать молекулярное стекло в качестве фоторезиста высокого разрешения предложил японский ученый Митсуру Уэда из университета Ямагата (Mitsuru Ueda of Yamagata University, Japan), стекло разработанно впоследствии Крисом Обером, Корнельский университет (Chris Ober of Cornell University).
Нанокарта мира была сформирована на полимере полифтальдегид (polyphthalaldehyde), синтезированном IBM Fellow Hiroshi Ito в 1980-х. Кантилевер нагревается и приближается на определенное расстояние к материалу. При нагревании до определенной температуры, молекулы испаряются. Таким образом, регулируя температуру стержня и высоту, на которой он находится над материалом, можно формировать необходимый рельеф поверхности.
Работа была опубликована в Science and Advanced Materials.
