Нанопровода можно выращивать прямо до нужных точек на чипах
 Серия проводов, выращенная между выбранными пользователем точками. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
В ближайшем будущем наноэлектроника станет логическим продолжением весьма развитой на сегодняшний день микроэлектроники. Уменьшение логических единиц и устройств ведет к проявлению принципиально новых (квантовых) эффектов, которые можно использовать для более быстрых и эффективных вычислений. Однако, на пути новой отрасли стоит масса практических препятствий, связанных именно с малыми размерами. Масштабы порядка нескольких нанометров недоступны оптическим приборам, таким образом, для создания и исследования наноустройств используются техники сканирования (в частности, сканирующая туннельная микроскопия), не позволяющие охватить картину «одним взглядом». Еще более сложная задача – манипуляция нанокомпонентами, необходимая для создания устройств.
Рассмотрим хотя бы нанопровода – структуры, толщина которых имеет порядок нескольких нанометров. За счет проявления квантово-механических эффектов при столь малых масштабах, нанопровода могут играть не только роль соединителей, но также использоваться для построения миниатюрных датчиков и сенсоров. Существует несколько способов выращивания нанопроводов, но ни одного действительно простого способа перемещения созданного провода в нужные точки на чипе (подключения провода к нужным точкам).
Группа ученых из США предложила не перемещать полученные где-то металлические или полимерные нанопровода на чип, а выращивать их прямо на нужных контактах, корректируя при помощи электромагнитных полей направление их роста. Методика позволяет обеспечить прямолинейный рост нанопровода между выбранным пользователем электродом и второй точкой, расположенной в секторе 140 градусов при радиусе начального электрода порядка 100 мкм.
Приложенное к выбранным точкам внешнее напряжение дает максимум электрического поля, определяющий канал для роста нанопровода. Методика во многом напоминает другую распространенную технику: выращивание нанопроводов при помощи шаблонов, в качестве которых используются механические каналы. Однако, предложенное учеными использование электрохимического шаблона имеет свои преимущества: удалить шаблон можно просто выключив внешнее поле.
Подобным образом можно выращивать нанопровода не только между двумя электродами, но и, например, между электродом и живой клеткой для проведения электрофизиологических исследований. Клетку невозможно использовать в качестве второго электрода для приложения внешнего напряжения, но достаточно разместить ее так, чтобы она оказалась на «пути роста» между двумя электродами (т.е. между точкой, из которой будет выходить нанопровод, и неким дополнительным электродом, который не будет участвовать в последующих экспериментах).
Важным моментом при использовании данной методики является жидкий состав, из которого выращивается нанопровод. Будущие исследования группа ученых планирует направить на пополнение списка подходящих для этого метода веществ. Так же исследователи намерены начать выпуск комплектов для выращивания нанопроводов, которые могут появиться в продаже уже в 2010 году.
Источники: