Laserowa litografia w skali nano

Laserowa litografia w skali nano

Możliwość tworzenia miniaturowych wzorów jest kluczowa z punktu widzenia produkcji chipów komputerowych oraz wielu innych, obecnych i przyszłych zastosowań nanotechnologii. Dotąd wykorzystywany był proces określany mianem fotolitografii, który wymagał jednak światła ultrafioletowego, które jest trudne i drogie w użytkowaniu.

John Fourkas, profesor chemii i biochemii University of Maryland, wraz z zespołem badawczym opracował nową technikę nazwaną litografią RAPID (zwiększenie rozdzielczości poprzez fotoindukowaną dezaktywację), która umożliwia tworzenie małych wzorów bez konieczności wykorzystywania światła ultrafioletowego.

Fotolitografia wykorzystuje światło do nanoszenie, bądź usuwania materiału i tworzenia na powierzchni wzorów. Zwykle istnieje bezpośredni związek pomiędzy długością fali wykorzystanego światła oraz rozmiarem uzyskanego wzoru. To dlatego wykorzystywane jest światło ultrafioletowe, które charakteryzuje się krótszymi falami.

„Opracowana przez nas technika litografii RAPID umożliwia tworzenie wzorów dwudziestokrotnie mniejszych niż długość fali światła wykorzystanego w procesie.” – stwierdził Fourkas. „Zakładamy, że RAPID znajdzie zastosowanie w takich obszarach, jak: elektronika, optyka, czy biomedycyna.”

„Jeśli miałeś w ostatnim czasie plombowany przez dentystę ząb, mogłeś zaobserwować, jak wprowadzał on do zęba lepki płyn, który był następnie utwardzany przy pomocy niebieskiego światła.” – powiedział Fourkas. „Zbliżony proces utwardzania z pomocą światła jest pierwszym elementem RAPID. Teraz wyobraź sobie, że twój dentysta mógłby użyć drugiego źródła światła do modelowanie plomby zapobiegając, by utwardziła się ona w określonych miejscach. Opracowaliśmy sposób wykorzystania drugiego źródła światła do modelowania, co pozwoliło nam tworzyć wzory 2,5 tysiąca razy mniejsze niż grubość ludzkiego włosa.” – dodał Fourkas.

Oba źródła światła laserowego wykorzystywane przez Fourkasa były tego samego koloru, a różnica polegała jedynie na tym, że laser wykorzystywany do utwardzania materiału generował krótkie impulsy świetlne, a ten zapobiegający utwardzeniu pracował w trybie ciągłym. Druga wiązka laserowa przechodziła również przez specjalny układ optyczny, który umożliwiał modelowanie określonych kształtów.

„Fakt, iż jeden laser w RAPID pracuje w trybie ciągłym, czyni tę technikę szczególnie łatwą w implementacji, gdyż nie ma potrzeby sterować synchronizacją czasu pomiędzy dwoma różnymi pulsami laserów.” – powiedział Fourkas.

(lk)