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

 

Нанораскраска
Нанораскраска

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Броуновское движение скирмионов.Растягиваем графен правильно. Красное вино, кофе и чай помогают создавать материалы для гибкой носимой электроники. Металлическая природа кремния и углерода.

К 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире
Эксперты отметили рост числа научных публикаций отечественных ученых и сообщили, что к 2023 году российские химики могут занять 4-е место в мире по публикационной активности.
27 – 29 ноября в рамках юбилейных мероприятий Химического факультета МГУ и торжественной церемонии закрытия Международного года Периодической таблицы химических элементов эксперты подвели итоги 2019 г.

Итоги Менделеевского Года
28 ноября в Фундаментальной библиотеке МГУ состоялось торжественное закрытие Международного года Периодической таблицы химических элементов Д.И.Менделеева.

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Мембраны правят миром
Коллектив авторов, Гудилин Е.А.
Ученые МГУ за счет детального изучения структурных и морфологических характеристик материалов на основе оксида графена и 2D-карбидов титана, а также моделирования их свойств, улучшили методы создания мембран для широкого круга практических применений.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

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.

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!



 
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.