Создание сверхмалых бороздок на микрочипах – основного компонента многих современных технологий – вскоре станет не сложнее сооружения сэндвича за счет использовании новой технологии, которую изобрели инженеры из Принстона. 
Возникающее в результате разрушения структурирование дает самообразование на микрочипах линий передачи с периодической структурой или сетки, с интервалом всего в 60 нанометров – менее одной десятитысячной миллиметра. Сначала, тонкую полимерную пленку наносят на жесткую пластину, такую как кремниевая пластина. Затем сверху помещают еще одну пластину, создавая полимерный сэндвич, который нагревают, чтобы обеспечить адгезию. Наконец пластины отрывают друг от друга. По мере того, как пленка разрушается, она автоматически распадается на два комплиментарных набора наноразмерных штриховых измерительных сеток, по одному для каждой пластины.
В результате использования этой простой и низкозатратной технологии происходит самообразование на микрочипах линий передачи с периодической структурой, или сетки, с интервалом всего в 60 нм, т. е. менее одной десятитысячной миллиметра. Устройства такого размера могут широко использоваться при создании оптических, биологических и электронных приборов, включая подгонку жидких кристаллов на дисплеях.
«Это как настоящее чудо,- рассказал инженер-электрик Стивен Чоу, профессор технических наук Джозефа К. Элджина. – Это принципиально новый способ создания наномоделей».
Сама технология, которая называется структурированием, вызванным разрушением, проста как дважды два. Сначала тонкая полимерная пленка наносится на твердую пластину, такую как кремниевая пластина. Затем сверху помещается вторая пластина, создавая полимерный сэндвич, который нагревают, чтобы обеспечить адгезию. Затем, наконец, пластины отрываются друг от друга. По мере того, как пленка разрушается, она автоматически распадается на два комплиментарных набора наноразмерных штриховых измерительных сеток, по одному для каждой пластины. Расстояние между линиями, которое называется периодом, в четыре раза больше толщины пленки.
Простота создания таких линий разительно отличает данную технологию от традиционных методов изготовления, при реализации которых обычно используют пучок электронов, ионов или механический наконечник для того, чтобы «прорисовать» линии на поверхности. Эти методы представляют собой многостадийную технологию, которая реализуется очень медленно, и поэтому подходит для применения на участках в один квадратный миллиметр или еще меньше. При использовании других технологий, подходящих для больших площадей, возникают трудности в получении небольшой цены деления или создании высокого выхода; может также возникать необходимость использования сложных и дорогих технологий. Структурирование, вызванное разрушением, это не только простая и быстрая технология, она позволяет структурировать значительно большие площади. Исследователи уже продемонстрировали способность технологии создавать штриховые сетки на площади в несколько квадратных сантиметров, и структурирование значительно больших площадей станет возможным после дальнейшей оптимизации данной технологии.
«Это удивительно – что разрушение создает такие упорядоченные структуры», - говорит профессор химической технологии Принстона, Уильям Рассел. Рассел и его аспирант Леонард Пиз III вместе с Чоу и его аспирантами Пару Дешпанде и Ин Ваном разрабатывают эту технологию.
Заявка на патент оформлена на технологию, которую исследователи считают экономически рентабельной для полномасштабного использования в промышленности. Штриховые измерительные сетки, возникающие в процессе разрушения, могут использоваться вместе с существующими методами структурирования. Например, метод нанопечати, изобретенный Чоу в девяностых годах, может использовать сетки, создаваемые структурированием, вызванным разрушением, для создания пресс-формы, которая даст возможность массового воспроизведения структур с высокой точностью и с низкими затратами.
Подобно многим научным открытиям, технология структурирования, вызванного разрушением, была открыта практически случайно. Студенты-старшекурсники групп Чоу и Рассела пытались использовать нестабильность различных расплавленных полимеров (по существу, расплавленных пластмасс) для создания структур, когда вместо этого они обнаружили, что разрушение твердых полимерных пленок может автоматически давать штриховую измерительную сетку. Группа ухватилась за это открытие, и создала оптимальные условия для формирования сетки.
Далее, по словам Чоу, группа планирует исследовать теоретические основы этого процесса и изучить взаимодействие различных сил при столь малой размерности.
«А еще мы хотим попытаться раздвинуть границы, и посмотреть, до каких малых размеров мы можем дойти», - сказал он. Аннотация: Самоформирование сеток с половинным шагом менее 60 нм на больших поверхностях с помощью разрушения
Периодически структурированные микро- и наноструктуры (сетки) могут использоваться для различных серьезных применений в электронных, оптических, магнитных, химических и биологических приборах и материалах. Использование традиционных методов создания сеток прописыванием с помощью электронов, ионов или механических наконечников ограничено очень небольшими площадями и дает очень низкую выработку.
Относительно большие поверхности можно обрабатывать с помощью интерференционной литографии, но здесь очень низкая выработка для сеток с малым шагом. Фотолитография, нанопечатная литография, мягкая литография, литографически вызываемая самосборка, все требуют создания предварительно изготавливаемого шаблона, и, хотя электрогидродинамическая нестабильность может сама продуцировать периодические точки и без шаблона, создание сетки продолжает оставаться проблематичным. Здесь сообщается о новом низкозатратном бесшаблонном методе самогенерации нано- и микросеток из изначально неструктурированной тонкой полимерной пленки, которая встроена между двумя плоскими относительно жесткими пластинами. http://www.omnexus.com |
