Hlavní navigace

Průlomová 3D mikroskopická technika zjednodušuje vývoj nanometrických struktur a zařízení

[Tisková zpráva] Curich & San Jose, Švýcarsko a Kalifornie – 23. dubna 2010: Vědci společnosti IBM vytvořili 3D mapu světa tak malou, že by se tisíckrát vešla do jednoho zrnka soli.* Dosáhli toho pomocí nové, revoluční technologie, která malým křemíkovým hrotem s ostrým vrcholem – 100 000krát menším než nabroušená tužka – vytváří vzory a struktury jen 15 nanometrů velké při výrazně nižších nákladech a komplikovanosti. Tato technika šablonování otevírá nové možnosti pro vývoj nanometrických objektů v oblastech jako je elektronika, budoucí čipové technologie, medicína, přírodní vědy a optoelektronika.

Vědecký tým vytvořil několik 3D a 2D vzorů, aby demonstroval jedinečné možnosti této techniky, přičemž pro každý vzor použil jiný materiál, jak je popsáno ve vědeckých časopisech Science a Advanced Materials:

  • 25 nm vysoká 3D replika proslulé alpské hory Matterhorn, která je vysoká 4478 m.n.m. (14.692 ft), byla vytvořena z molekulárního skla v měřítku 1:5 miliardám.
  • 3D mapa celého světa o velikosti jen 22×11 mikrometrů byla „zapsána“ na polymer. Při této velikosti by se na zrnko soli vešlo tisíc map světa. V tomto reliéfu odpovídá tisíc metrů nadmořské výšky zhruba osmi nanometrům (nm). Skládá se z 500 000 pixelů, z nichž každý měří 20 nm2, a byla vyrobena za pouhé 2 minuty a 23 sekund.
  • 2D logo IBM v nanometrické velikosti bylo vyryto 400 nm hluboko do křemíku jako důkaz použitelnosti této techniky pro typické aplikace nanovýroby.
  • 2D šrafování s vysokým rozlišením a tloušťkou čar 15 nm.

Věda na pozadí této techniky
Hlavním nástrojem nové techniky, která byla vyvinuta týmem vědců IBM, je malý, velmi ostrý křemíkový hrot s délkou 500 nanometrů a tloušťkou vrcholu jen několik málo nanometrů.

Hrot podobný tomu, který se používá v mikroskopech atomárních sil (AFM), je připojen k ohybnému ramenu, jež naprogramovaně přejíždí nad povrchem substrátového materiálu s přesností jednoho nanometru – miliontiny milimetru. Za vysokého tepla a síly může nanometrický hrot odebírat substrátový materiál podle předem definovaných vzorů. Funguje tak jako nanometrický frézovací stroj s velmi vysokou přesností.

Porovnání s e-beam (elektronovou) litografií
Nová technika IBM dosahuje rozlišení až 15 nanometrů – a má potenciál pracovat s ještě menším rozlišením. Pomocí dosavadních metod, jako je elektronová litografie,*** je čím dál náročnější vyrábět modely s rozlišením pod 30 nanometrů, což je technické omezení této metody.

Navíc v porovnání s drahými nástroji pro e-beam litografii, které vyžadují několik kroků zpracování a mnoho přístrojů, znamená nástroj vědců IBM – který se snadno vejde na stůl – příslib daleko větších možností při pětinových až desetinových nákladech a daleko menší komplikovanosti.

Průlom v oblasti materiálů
V obou publikacích popisují vědci novou metodiku výroby 3D vzorů pro dva velmi odlišné a perspektivní druhy substrátových materiálů: polymer s názvem polyftalaldehyd a molekulární sklo podobné substrátovým materiálům používaným u běžných technik nanometrické výroby, takzvaný „rezist“. Určení těchto dvou materiálů bylo klíčovým faktorem pro vynikající výkon a spolehlivost nové techniky.

Při hledání vhodných a efektivních substrátových materiálů se vědci zaměřili na organické látky, které by se daly využít jako rezist, čímž se drželi stejné koncepce, na jaké je postavena dnešní polovodičová technologie, což je důležité pro další integraci.

* Pokud bereme za průměrnou velikost zrnka soli 0,3 mm, do jeho průměru by se vešlo na 1 000 map.

Jeden nanometr ve vertikálním vzoru odpovídá 57 výškovým metrům.

*** Tato metoda selektivně vystavuje povrch paprsku elektronů a tím vytváří vzory ve filmu, nazývaném rezist. Rezist slouží jako šablona pro přenos vzoru na různé materiály, například křemík, pomocí leptání. Jedná se o jednu z nejvšestran­nějších a nejvyzrálejších v současnosti používaných metod, ale zároveň je to velmi nákladná a složitá metoda.

Měšec.cz: Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Zdravotní a sociální pojištění 2017: Připlatíte

Měšec.cz: Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Lupa.cz: Co se dá měřit přes Internet věcí

Co se dá měřit přes Internet věcí

Podnikatel.cz: Zavře krám u #EET Malá pokladna a Teeta?

Zavře krám u #EET Malá pokladna a Teeta?

Podnikatel.cz: Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Přehledná titulka, průvodci, responzivita

Měšec.cz: Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Měšec.cz: Za palivo zaplatíte mobilem (TEST)

Za palivo zaplatíte mobilem (TEST)

Vitalia.cz: Jsou čajové sáčky toxické?

Jsou čajové sáčky toxické?

120na80.cz: Rovnátka, která nejsou vidět

Rovnátka, která nejsou vidět

Vitalia.cz: Když přijdete o oko, přijdete na rok o řidičák

Když přijdete o oko, přijdete na rok o řidičák

Root.cz: Telegram spustil anonymní blog Telegraph

Telegram spustil anonymní blog Telegraph

Vitalia.cz: Nahradí sluch, ale zvuk je zcela jiný

Nahradí sluch, ale zvuk je zcela jiný

Podnikatel.cz: K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

K EET. Štamgast už peníze na stole nenechá

DigiZone.cz: NG natáčí v Praze seriál o Einsteinovi

NG natáčí v Praze seriál o Einsteinovi

Měšec.cz: U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

U levneELEKTRO.cz už reklamaci nevyřídíte

Podnikatel.cz: Alza.cz má StreetShop. Mall.cz více výdejních míst

Alza.cz má StreetShop. Mall.cz více výdejních míst

Podnikatel.cz: Chaos u EET pokračuje. Jsou tu další návrhy

Chaos u EET pokračuje. Jsou tu další návrhy

Root.cz: Mirai má nový cíl 5 milionů routerů

Mirai má nový cíl 5 milionů routerů

Vitalia.cz: Zeleninové jogurty prý budou hit

Zeleninové jogurty prý budou hit

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu