Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - Молекулярная структура используемого резиста.
Рисунок 2 - Принцип формирования рельефа на поверхности материала.
Рисунок 3 - Линии пикселей равной глубины, как функции приложенной температуры и силы. Пунктирными линиями экстраполирована нулевая глубина резиста. Два режима разделены критическим значением температуры 330 С. При температурах ниже пороговой резист деформируется механически,при температурах выше пороговой происходит разрыв водородных связей и удаление атомов.
Рисунок 4 - Результат формирования изображения. Глубина каждого пикселя составила около 8 нм. Линейные размеры 29 нм.
Рисунок 5 - D) Сформированный рельеф из последовательности параллельных линий, расположенных на расстоянии 40 нм друг от друга. В левом нижнем углу расстояние между линиями 20 нм. Линейный размер пикселя составил 10 нм. Температура острия кантилевера в процессе удаления атомов 500 С+/- 30 С. Приложенная сила составила 100 нН +/- 10 нН. Е) Расстояние в 60 нм между линиями и в 30 нм между линиями, расположенными в правом нижнем углу образца. На графике

Реферативный обзор статьи «Nanoscale Three-Dimensional Patterning of Molecular Resists by Scanning Probes» (продолжение новости "Самая маленькая трехмерная карта мира от IBM")

Ключевые слова:  литография, материаловедение, наноразмерные структуры, периодика

Автор(ы): Anuja De Silva, Armin W. Knoll , Bernd Gotsmann, David Pires, Heiko Wolf, James L. Hedrick, Jane Frommer, Michel Despont, Urs Duerig, Клюев П.Г.

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

05 мая 2010

В данной публикации представлено реферативное содержание статьи «Nanoscale Three - Dimensional Patterning of Molecular Resists by Scanning Probes» авторов David Pires,1 James L. Hedrick,2 Anuja De Silva,3 Jane Frommer,2 Bernd Gotsmann,1 Heiko Wolf,1 Michel Despont,1 Urs Duerig,1 Armin W. Knoll1* (1IBM Research–Zurich, Säumerstrasse 4, 8803 Rüschlikon, Switzerland. 2IBM Research–Almaden, 650 Harry Road, San Jose, CA 95120, USA. 3IBM Research–Watson, T.J.Watson Research Center, Yorktown Heights, NY 10598, USA, *To whom correspondence should be addressed. E-mail: ark@zurich.ibm.com)

Фото- и электронно-лучевая литография являются довольно популярными методами формирования рисунка на тонкой пленке материалов микроэлектроники. Однако эти методы обладают существенным недостатком – оставить незасвеченной область, непосредственно скрытую шаблоном, мешает дифракция. Рисунок как бы расплывается, проникая в прилегающие области. В данной статье предлагается использовать метод «сканирующей литографии». Его суть в следующем: под тепловым действием сканирующего зонда с поверхности материала испаряются атомы вещества. В качестве резиста, вещества, на котором планируется создать рисунок, выбран органический материал с водородными связями.

Водородные связи представляют собой специфический вид химической связи, Энергия КОТОРОЙ гораздо меньше энергии ковалентной связи, поэтому ОНА легко поддается разрушению. Энергия водородной связи составляет от 8 до 40 кДж/моль в зависимости от ЭЛЕКТРООТРИЦАТЕЛЬНОГО элемента, СОЕДИНЕННОГО С АТОМОМ ВОДОРОДА.

Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) использует явление туннельного эффекта для получения изображения поверхности материала. Острие зонда в СЗМ находится достаточно близко к поверхности материала, это дает возможность манипулировать поверхностным слоем атомов резиста. За достаточно короткие промежутки времени взаимодействия зонда с резистом (порядка 5.5 мкс) разрушить прочные ковалентные связи не удается, а водородные легко поддаются разрыву.

На рисунке 1 представлено молекулярное строение используемого в качестве резиста материала. Принцип нанесения рельефа поверхности резиста показан на рисунке 2. Рисунок, который необходимо получить на поверхности, внесен в память компьютера, управляющего работой зонда. В состоянии покоя кантилевер находится на расстоянии 300 нм от поверхности. В рабочем положении на кантилевер подается напряжение накала Vh, а на образец материала резиста подается напряжение Vf, регулирующее силу взаимодействия кантилевера и обрабатываемого резиста. Глубина полученного пикселя зависит от температуры Theater острия кантилевера и силы взаимодействия (напряжений Vh и Vf). Фактической значение температуры резиста, а точнее разности температуры резиста и температуры комнатной, равно: Tresist-Troom=0.4…0.5*(Theater-Troom). На графике зависимости глубины полученного пикселя от температуры и силы существует экстремальная точка температуры 330 С. При температурах ниже этого значения кривые ведут себя как при горячем тиснении материала. При температурах выше 330 С, вещество разупрочняется и за короткое время взаимодействия (5.5 мкс) молекулы получают достаточно энергии для разрыва водородных связей, см. рисунок 3. Диффундируя в область острия с более высокой температурой, они «выводятся» в открытое пространство, при этом не задерживаясь в самом кантилевере.

На рисунке 4 показаны результаты работы. На образце из 3.6 × 104 пикселей, линейный размер которых 29 нм, сформировали эмблему компании IBM. Глубина линий составила 8+/-1нм. Глубина каждого пикселя одинакова, независимо от того, в каком месте образца он был сформирован, находились ли с ним рядом другие пиксели или нет. В процессе создания картинки изъяли 0.2 мкм3 объема материала, что в 1000 раз больше объема самого острия кантилевера. Тем не менее, на острие не было обнаружено атомов удаляемого материала. Процесс предполагает, что молекулы проходят без разрыва ковалентных связей и не вступая в реакцию, а значит, не загрязняя острие кантилевера.


В статье использованы материалы: Nanoscale Three-Dimensional Patterning of Molecular Resists by Scanning Probes


Средний балл: 10.0 (голосов 1)

 


Комментарии
Обращение автора. Не совсем ясно из текста статьи, как и куда собственно переносится рисунок в дальнейшем. Указывается, что требуются большие масштабы, в самом же начале рельеф формируется на материал-резисте. Затем упоминается ионное реактивное травление. Глубина рельефа первоначального образца не превышает 8 нм. В статье-оригинале же указывается, что сам рельеф проецируется на подложку из polystyrene-r-benzocyclobutene и его "окончательная " глубина уже 70 нм. Также упоминается 3 нм толщины маска оксида кремния. Просьба к посетителям сайта помочь разобраться в этом вопросе! Ссылка на статью-оригинал прилагается: Зайти на сайт sciencemag.org и в поиске ввести название статьи-оригинала. Требуется логин и пароль для скачивания. Спасибо!
Пожалуйста, кто заинтересовался данной статьей, давайте
разберемся вместе, что же на самом деле происходило в
эксперименте. Мне не понятно содержание заключительной части,
смысл которой я кратко изложил в предущем коммнтарии.
Ссылку на статью-оригинал можно получить путем ввода
названия статьи на сайте sciencemag.org или могу
прислать копию на эл.ящик. Пишите! Давайте быть
активными!

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

 

Удивительный диоксид олова
Удивительный диоксид олова

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.