CZĄST. ELEMENTARNE
Na Northwestern University powstała nowa technologia litograficzna, która może zrewolucjonizować produkcję układów scalonych. Litografia piórem świetlnym (beam-pen litography - BPL) pozwala na szybkie i tanie tworzenie prototypowych układów scalonych.
Chodzi o miniaturyzację - mówi Chad A. Mirkin, profesor z Northwestern University. Konwencjonalne urządzenia do mikro- i nanoprodukcji są bardzo drogie. Próbujemy zmienić to za pomocą nowego podejścia do fotoligotrafii - dodaje.
Za pomocą nowego narzędzia uczeni stworzyli 15 000 identycznych rysunków przedstawiających uproszczoną panoramę Chicago. Efekt taki uzyskano w pół godziny dzięki jednoczesnemu zaangażowaniu 15 000 piór świetlnych. Za pomocą konwencjonalnych metod litograficznych można uzyskać wzory o równie małych rozmiarach, jednak ich tworzenie trwa znacznie dłużej i nie jest możliwe tworzenie ich na dużych powierzchniach.
Każda z miniaturowych panoram składa się ze 182 kropek o średnicy około 500 nanometrów. Do uzyskania pojedynczej kropki konieczne było wystawienie podłoża na działanie strumienia światła przez 20 sekund. Obecnie prototypowe urządzenie pozwala na uzyskanie elementów wielkości 150 nanometrów, a udoskonalenie pióra pozwoli na zmniejszenie ich poniżej 100 nm. Uczeni z Northwestern już stworzyli kolejny prototyp wykorzystujący 11 milionów piór zgromadzonych na przestrzeni kilku centymetrów kwadratowych.
To już trzecie pióro litograficzne w arsenale Mirkina. W 1999 roku opracował on technologię Dip-Pen Nanolithograpny, a w 2008 - polymer-pen lithography (PPL). Obie te techniki służą do nanoszenia na podłoże materiału chemicznego.
BPL jest podobna do PPL, z tą jednak różnicą, że zamiast "atramentu" z molekuł, używa strumienia światła.
Każde z piór ma kształt piramidy, pokrytej cienką warstwą złota. Następnie złoto usuwane jest z czubka, tworząc otwór. Piramidy łączone są w matrycę, w której znajdują się do góry nogami. Duże otwarte podstawy piramid wystawiane są na działanie światła, a jego strumienie przedostają się przez otwarte czubki i precyzyjnie trafiają w określone miejsce materiału światłoczułego.
Kolejną zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że nie musimy używać wszystkich piór jednocześnie - dodaje Mirkin.
Uczony dodaje, że jego technologia posłuży to szybkiej i taniej produkcji prototypów. Niewykluczone, iż przyda się też do tworzenia gotowych układów. |
