Наноустройства создаются при помощи льда
 Схематическое изображение предложенной методики. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Метод так называемой «ледяной литографии» применяется достаточно давно, однако до сих пор основная сложность, связанная с его применением, заключалась в том, что необходимо было применять последовательно несколько разных инструментов. Это было неудобно как с точки зрения производственного процесса, так и с позиции постоянного перемещения образца, в процессе которого он мог испортиться. Для решения этой проблемы группа из Harvard University (США) предложила способ совмещения всех инструментов в едином устройстве, представляющем собой модификацию сканирующего туннельного микроскопа.
Сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ) – это техника научных исследований, подразумевающая построение изображения поверхности образца при помощи некого взаимодействия тонкого острия с данной поверхностью. В качестве «опорного» сигнала может использоваться туннельный ток через зазор между острием и поверхностью или, например, сила притяжения зонда к поверхности. Сканирующая туннельная микроскопия – частный случай СЗМ, где «за основу» взят туннельный эффект для электронов через потенциальный барьер между проводящими зондом и подложкой.
Очевидно, что СТМ порождает собой некоторый поток электронов от острия к исследуемому образцу, на основе которого и построена новая методика производства наноустройств. Последовательное производство, согласно предложенной технике, начинается с «загрузки» образца, сделанного из углеродных нанотрубок, в вакуумную камеру сканирующего туннельного микроскопа. Затем образец охлаждается до 110 градусов по шкале Кельвина, после чего в вакуумную камеру сканирующего туннельного микроскопа впускается водяной пар. За счет разницы температур, вода конденсируется на охлажденном образце в виде аморфного льда, равномерно закрывающего всю подложку из нанотрубок.
Текстуру на поверхности образца ученые формировали при помощи электронного луча СТМ. Этот шаг удаляет аморфный лед там, где проходит луч. Поскольку лед прозрачный, в процессе формирования текстуры не возникало проблем с визуальным контролем эксперимента.
Преимущество техники в том, что образец из нанотрубок подвергается воздействию электронного луча только там, где нет льда. Позже на полученную поверхность напыляется палладий. Далее полученная структура быстро опускается в спиртовой раствор комнатной температуры. Спирт адсорбирует воду, в результате чего остаются палладиевые провода, закрепленные на нанотрубках. Контакт нанотрубок и палладия осуществляется там, где ранее прошел электронный луч СТМ. При этом результирующая структура ведет себя как самый обычный транзистор.
Перспективы метода очевидны уже в том виде, в каком он существует на сегодняшний день. Но в ближайшее время команда ученых планирует улучшить разработанную методику, модифицировав ее для создания трехмерных устройств.
Также по теме:
Источники: