Ibm создала самую миниатюрную 3d-карту мира
Ученые корпорации IBM создали самую миниатюрную в мире трехмерную карту: так, 1000 этих карт может поместиться в крупинке соли. Ученым удалось достичь этого с помощью новой революционной методики, использующей миниатюрный кремниевый щуп с острым наконечником-иглой длиной 500 нанометров и толщиной кончика всего несколько нанометров, для создания шаблонов изображений и структур масштаба 15-ти нанометров, говорится в сообщении IBM. Этот метод формирования изображений открывает новые возможности для разработки объектов наномасштаба в такой области, как перспективные технологии производства микросхем и электронной аппаратуры, а также в сферах медицины, бионаук и оптоэлектроники.
Игла щупа, схожая с теми, которые используются в атомно-силовых микроскопах, прикрепляется к гибкому кронштейну, который в управляемом режиме сканирует поверхность вещества подложки с точностью одного нанометра – одной миллионной миллиметра. При нагревании или приложении внешней силы наноразмерная игла может «снимать» (удалять) слои вещества подложки по предварительно заданным шаблонам, работая как «нанофрезерный» станок сверхвысокой точности. Подобно фрезерованию, можно снимать слои материала на определенную глубину, создавая сложные трехмерные структуры с нанометровой точностью путем модуляции приложенной силы или переадресации отдельных точек, пояснили в IBM.
Новая методика IBM обеспечивает разрешение до 15 нанометров, обладая, к тому же, потенциалом для достижения еще лучшей разрешающей способности. Используя существующие методы, такие как электроннолучевая литография (метод основан на избирательном облучении поверхности вещества пучком электронов, в результате чего формируется экспонированный слой, называемый резистом, который, в свою очередь, служит в качестве шаблона для переноса изображений в различные материалы, например, в кремний, посредством гравирования травлением), становится все более проблематичным производить шаблоны изображений с разрешениями при размерах рабочего поля ниже 30 микрон – на этом уровне начинают действовать технические ограничения метода.
Более того, по сравнению с дорогостоящим инструментарием электроннолучевой литографии, который требует нескольких этапов обработки и оборудования, способного с легкостью загромоздить всю лабораторию, малогабаритный инструмент, созданный учеными IBM, который помещается на обычном столе, обещает широкие возможности с точки зрения улучшения разрешающей способности, причем при затратах, составляющих от одной пятой до одной десятой стоимости метода электроннолучевой литографии, и при гораздо меньшей сложности, подчеркнули в компании.
Еще одно преимущество методики, построенной на сканирующей «наноигле», состоит в способности определять и оценивать форму шаблона с помощью той же самой иглы, которая используется для формирования объемных изображений обрабатываемых структур. Области потенциального применения простираются от быстрого макетирования наноэлектронных КМОП-структур до создания прототипов оптических компонентов и мета-материалов, от производства трехмерных нанокорпускул до изготовления накладных шаблонов требуемой формы для «самосборки» объектов наномасштаба, таких как наностержни и нанотрубки.
Как отмечается, с целью демонстрации возможностей нового метода команда исследователей создала несколько трехмерных и двухмерных изображений, использовав для каждого из них разные вещества: 25-нанометровая трехмерная копия, которая изображает в масштабе 1:5 млрд гору Маттерхорн в Альпах высотой 4478 метров (14692 фута) — создана в молекулярном стекле; полная трехмерная карта мира размером всего 22 на 11 микрон — «нарисована» на полимере (изображение сформировано из 500 тыс. пикселей; площадь каждого пикселя составляет 20 квадратных нанометров; карта была создана всего за 2 минуты и 23 секунды); двухмерное наноразмерное изображение логотипа IBM — «протравлено» в кристалле кремния на глубину 400 нанометров (этот пример демонстрирует жизнеспособность метода для типовых нанопроизводственных процессов); двухмерное изображение с высоким разрешением сплошной линии толщиной 15 нанометров.
Игла щупа, схожая с теми, которые используются в атомно-силовых микроскопах, прикрепляется к гибкому кронштейну, который в управляемом режиме сканирует поверхность вещества подложки с точностью одного нанометра – одной миллионной миллиметра. При нагревании или приложении внешней силы наноразмерная игла может «снимать» (удалять) слои вещества подложки по предварительно заданным шаблонам, работая как «нанофрезерный» станок сверхвысокой точности. Подобно фрезерованию, можно снимать слои материала на определенную глубину, создавая сложные трехмерные структуры с нанометровой точностью путем модуляции приложенной силы или переадресации отдельных точек, пояснили в IBM.
Новая методика IBM обеспечивает разрешение до 15 нанометров, обладая, к тому же, потенциалом для достижения еще лучшей разрешающей способности. Используя существующие методы, такие как электроннолучевая литография (метод основан на избирательном облучении поверхности вещества пучком электронов, в результате чего формируется экспонированный слой, называемый резистом, который, в свою очередь, служит в качестве шаблона для переноса изображений в различные материалы, например, в кремний, посредством гравирования травлением), становится все более проблематичным производить шаблоны изображений с разрешениями при размерах рабочего поля ниже 30 микрон – на этом уровне начинают действовать технические ограничения метода.
Более того, по сравнению с дорогостоящим инструментарием электроннолучевой литографии, который требует нескольких этапов обработки и оборудования, способного с легкостью загромоздить всю лабораторию, малогабаритный инструмент, созданный учеными IBM, который помещается на обычном столе, обещает широкие возможности с точки зрения улучшения разрешающей способности, причем при затратах, составляющих от одной пятой до одной десятой стоимости метода электроннолучевой литографии, и при гораздо меньшей сложности, подчеркнули в компании.
Еще одно преимущество методики, построенной на сканирующей «наноигле», состоит в способности определять и оценивать форму шаблона с помощью той же самой иглы, которая используется для формирования объемных изображений обрабатываемых структур. Области потенциального применения простираются от быстрого макетирования наноэлектронных КМОП-структур до создания прототипов оптических компонентов и мета-материалов, от производства трехмерных нанокорпускул до изготовления накладных шаблонов требуемой формы для «самосборки» объектов наномасштаба, таких как наностержни и нанотрубки.
Как отмечается, с целью демонстрации возможностей нового метода команда исследователей создала несколько трехмерных и двухмерных изображений, использовав для каждого из них разные вещества: 25-нанометровая трехмерная копия, которая изображает в масштабе 1:5 млрд гору Маттерхорн в Альпах высотой 4478 метров (14692 фута) — создана в молекулярном стекле; полная трехмерная карта мира размером всего 22 на 11 микрон — «нарисована» на полимере (изображение сформировано из 500 тыс. пикселей; площадь каждого пикселя составляет 20 квадратных нанометров; карта была создана всего за 2 минуты и 23 секунды); двухмерное наноразмерное изображение логотипа IBM — «протравлено» в кристалле кремния на глубину 400 нанометров (этот пример демонстрирует жизнеспособность метода для типовых нанопроизводственных процессов); двухмерное изображение с высоким разрешением сплошной линии толщиной 15 нанометров.
Ещё новости по теме:
18:20