http://www.physorg.com/news107963683.html
September 02, 2007
利用一種由普林斯頓工程師所發明的新製程，在微晶片 -- 這是許多現代技術的關鍵零件 -- 上創造超小溝槽，已變得跟製作三明治一樣簡單了。
這種簡單、低成本的技術，能產生自我組成的週期線（periodic lines），或稱 gratings（光柵），以不到 60 奈米的距離在微晶片上散佈。這種以尺寸為主的特色，能在光學、生物學與電子裝置中有許多運用，包括將顯示器當中的液晶排成一直線。研究者將他們的發現發表在 9/2 的 Nature Nanotechnology 線上版。
"它就像是個魔術，" 電機工程師 Stephen Chou 表示，Joseph C. Elgin 工程教授。"這是製造奈米樣式，一種完全不同的方法。"
這種製程，稱為破裂誘導式架構（fracture-induced structuring），就跟 123 一樣簡單。首先，聚合物薄膜被塗在一個堅硬的薄板上，例如一個 silicon wafer。接著，第二個薄板置於其上，創造出聚合物三明治，然後加熱確保黏著牢靠。最後，這兩張板子被撬開（pried apart）。當薄膜斷裂時，它會自動破裂成二組互補的奈米光柵，每張薄板上各一個。二線之間的距離稱為週期，比薄膜厚度要粗上四倍。
拿創造這些線的輕鬆程度跟傳統製造方式相對照的話，可說天差地遠。傳統製程使用電子束、離子束或是機械尖端，在一個表面上「繪」出這些線。這些方式都是一連串製程，且相當緩慢，因此只適合一平方釐米或更小的面積。其他適合大面積的技術，要達到這麼小的光柵週期，或是高產量也有困難，或著它們需要複雜且昂貴的製程。「破裂誘導式架構」不只是簡單、快速，它還能讓在很大的大面積上產生樣式。研究者已經展示這種技術，在數平方公分上創造光柵，而且在未來將技術最佳化後，要在更大範圍上產生樣式，應該是可能的。
"這相當卓越 -- 而且是違反直覺的 -- 破裂能創造出這些規則的樣式，" 化工教授，同時也是普林斯頓研究所教務長 William Russel 表示。Russel 與畢業生 Leonard Pease III 還有 Chou 以及他的畢業生 Paru Deshpande 與 Ying Wang 組成一個團隊，開發這種技術。
該技術目前已在申請專利中，對此研究者表示，在經濟可行性上那很適合業界大規模使用。這種利用破裂程序來製造光柵的方法，也能夠與現存的樣式產生方法同時使用。例如，Chou 在 1990 年代發明的奈米壓印（nanoimprinting）方法，可使用「破裂誘導式架構」創造出一個模型，以高精確度還有低成本的方式來大量複製樣式。
當許多科學家探索時，「破裂誘導式架構」製程可說是意外發生的。 Chou 與 Russel 小組當中的畢業生本來是試著要使用各種融化聚合物（在本質上來說，是融化的塑膠）當中的不穩定性，不過他們反而發現固態聚合物薄膜可以自動產生光柵。該團隊掌握這項發現，然後建立光柵形成最理想的條件。
根據 Chou，下一步，該團體計畫探索該製程背後的基礎科學，研究在如此小的規模下，各種力量的相互作用。
"而我們想要擴展它的極限，並看看我們能做到多小（指光柵週期），" 他說。
※ 相關報導：
＊ Self-formation of sub-60-nm half-pitch gratings with large
areas through fracturing
http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/abs/nnano.2007.264.html
Leonard F. Pease, III1, Paru Deshpande, Ying Wang, William B.＊ 以伸縮晶體製成的彈性彩色顯示器
Russel & Stephen Y. Chou
Nature Nanotechnology Published online: 2 September 2007
doi:10.1038/nnano.2007.264
＊ 簡單方法可產生複雜形狀的微米、奈米粒子
＊ 聚合物製造人造骨骼
＊ 彈性聚合物記憶裝置
＊ 薄膜科學的新「皺紋」
＊ 便宜、簡單的太陽能板製程
＊ 石墨薄片氧化物將成為一種新材料
＊ 科學家發現研究奈米結構的新方法
＊ 物理學家在半導體中發現超級結晶體
＊ 烏拉姆猜想的量子類比可引導分子、反應
＊ 「分裂與贏得」蛋白質快速折疊關鍵
沒有留言:
張貼留言