211service.com
Shēmu zīmēšana ar nanopildspalvām
Pieprasījums pēc arvien ātrākas un lētākas elektronikas pusvadītāju rūpniecībā uz litogrāfiju balstīto ražošanas metožu standartu ierobežo. Tagad pētnieki ziņo par lētu, ātru litogrāfijas paņēmienu, kas izmanto elastīgu polimēru nano pildspalvu blokus, lai paralēli precīzi modelētu miljoniem sarežģītu struktūru. Paņēmienu, ko pētnieki ir izmantojuši, lai izveidotu integrēto shēmu (un Olimpisko spēļu logotipa liliputas versijas), var izmantot, lai izveidotu līnijas, kuru izmērs ir no dažiem nanometriem līdz milimetriem.
Olimpiskā nano pildspalva: Šīs 15 000 olimpisko spēļu logotipa zelta kopijas (augšā) tika izveidotas, izmantojot jaunu litogrāfijas paņēmienu, kas balstās uz lieliem polimēru nano pildspalvu blokiem, kas raksta paralēli. Apakšējā attēlā ir redzami logotipi tuvplānā, un ielaidums vēl vairāk pietuvina e Pekinā, parādot, ka tā apakšējā gājiens ir tikai 90 nanometrus plats. Skrienošā cilvēka logotips ir 36 mikrometrus augsts. Šie attēli, kas uzņemti ar skenējošo elektronu mikroskopu, parāda objektu izmēru diapazonu, ko var izgatavot ar šo tehniku.
Tehnika, ko izstrādājusi Čads Mirkins , Ziemeļrietumu universitātes ķīmiķis un Starptautiskā nanotehnoloģiju institūta direktors, izmanto piramīdas formas polimēru pildspalvas, kuru galus iemērc ķīmisko vielu šķīdumos, kuros var būt gandrīz jebkura molekula, tostarp olbaltumvielas un skābes; pēc tam pildspalvas tiek izsekotas pa virsmu ar mehānisku roku, lai paralēli izveidotu miljoniem konstrukciju. Katras pildspalvas novilkto līniju platumu var rūpīgi kontrolēt, mainot spēku, kas iedarbojas uz elastīgajiem pildspalvas galiem. Tā kā Mirkina pildspalvas izseko datorprogrammatūras ieprogrammētus dizainus, tās var ātri pārslēgties starp sarežģītiem dizainparaugiem, ļaujot izveidot sarežģītus modeļus, kuru funkcijas ir ļoti tuvu viena otrai.
Mirkins ir izmantojis pildspalvas, lai uzzīmētu skābi uz silīcija vafeles, kas pārklāta ar zeltu; pēc tam viņš, pamatojoties uz modeli, iegravēja zelta integrālo shēmu. Polimēru pildspalvas litogrāfija arī parāda bioloģisko molekulu modelēšanas iespējas. Patiešām, saka Mirkins, šī tehnika varētu darboties ar gandrīz jebkuru molekulāro tinti, ieskaitot proteīnus šūnu uztveršanai un izpētei. Polimēru pildspalvu bloku izgatavošana maksā mazāk nekā dolāru.
Polimēru pildspalvas litogrāfija ir uzlabojums salīdzinājumā ar iegremdējamo pildspalvu litogrāfiju — paņēmienu, ko Mirkins ir izstrādājis kopš 1999. gada. Iegremdējamās pildspalvas litogrāfijā tiek izmantoti asu, stingru konsoles zondes bloki — tie paši, ko izmanto atomu spēka mikroskopijai. Mirkins izveidoja uzņēmumu, Nanotinte , lai komercializētu tehnoloģiju. Taču viņš atzīst, ka tā galīgo lietderību ierobežo caurlaidspējas, izmaksu un sarežģītības problēmas. Tā molekulāro sitienu lielums ir ierobežots salīdzinoši šaurā diapazonā, konsoles ir pakļautas lūzumam, un ir ierobežots paralēli izgatavojamo konstrukciju skaits.
Multivide
Skatieties pildspalvas litogrāfiju darbībā.
Ja tas darbojas, saka Grants Vilsons , inženieris Teksasas Universitātē Ostinā, tas paātrinās struktūru rakstīšanas procesu ar nano pildspalvām. Jaunā iegremdējamās pildspalvas litogrāfijas versija varētu padarīt tehnoloģiju daudz komerciāli praktiskāku. Taču Mirkina tehnika sacentīsies pārpildītā laukumā, atzīmē Vilsons. Pētnieki, kuru mērķis ir iesaiņot shēmas ar arvien mazākām funkcijām arvien ātrākām mikroshēmām, izmanto daudzas dažādas nanofabrikācijas pieejas. Daži, piemēram, rada optiskās antenas, lai fokusētu gaismu ļoti mazos staros, lai paplašinātu fotolitogrāfijas iespējas. Citi ir pievērsušies elektronu vai jonu stariem vai izmantošanai karstums deformācija, veidojot modeļus.
Haralds Fukss , Interfeisa fizikas grupas direktors Minsteres Universitātē Vācijā, saka, ka Mirkin tehnikas galvenā priekšrocība salīdzinājumā ar citām nanofabrikācijas metodēm ir precizitāte un elastība. Pildspalvas var izmantot, lai rakstītu rakstu ar vienu molekulāro tinti, iemērktu citā un pēc tam rakstītu citu slāni. Lai izveidotu vēl sarežģītākus rakstus, saka Fukss, katru pildspalvas galu var iemērkt citā tinti.
Mirkins saka, ka Northwestern runā ar uzņēmumiem, tostarp ar savu NanoInk, par polimēru pildspalvas litogrāfijas komercializāciju. Viņš saka, ka šī tehnika padarīs iegremdējamo pildspalvu tehnoloģiju pieejamu lielam skaitam cilvēku.