Teknik Litografi Baru Membolehkan Corak Nanomaterial Tepat untuk Pembuatan Litar Nanoscale

You Bet Your Life: Secret Word - Street / Hand / Picture (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Teknik Litografi Baru Membolehkan Corak Nanomaterial Tepat untuk Pembuatan Litar Nanoscale


Litar Nanoscale adalah kunci kepada masa depan elektronik. Kaedah fotolitografi baru membolehkan

Photolithography adalah teknik yang digunakan dalam pembekuan microfabrication yang bergantung pada resistensi fotosensitif untuk menghasilkan sesuatu seperti mikrosirkuit dan mikropemproses. Teknik ini telah menjadi standard fabrikasi selama hampir 50 tahun, bagaimanapun, proses itu telah menghampiri had material dan keadaan teknologi seni telah menjadi sangat mahal. Oleh kerana struktur kita semakin kecil, mereka memerlukan lebih kecil dan lebih kecil panjang gelombang cahaya untuk litar etch.

Walaupun fotolitografi telah sangat berguna dalam membangunkan teknologi mikrofabrikasi, ia mempunyai batasan. Pada mulanya, proses itu diperhalusi untuk digunakan dalam industri silikon yang sedang berkembang, tetapi teknologi semasa telah menghampiri batasan asas bahan. Teknik fotolitografi semasa hanya boleh digunakan untuk pelbagai bahan yang menyimpang kebanyakannya silikon.

Dalam usaha untuk membolehkan lebih banyak fungsi dalam mikropemproses, para penyelidik telah mencari alternatif untuk photolithography dalam microfabrication. Nanomaterials berfungsi sebagai calon yang sangat baik dan mempunyai beberapa sifat unik yang tidak dapat dieksploitasi secara aman dalam bahan yang lebih besar.

Kiri: Corak yang dihasilkan oleh para penyelidik (kira-kira saiz sebiji beras). Kanan: Zarah sulfida plumbum yang membuatnya (setiap lapan nanometer merentasi). Gambar dari Dmitri Talapin dan Yuanyuan Wang melalui Universiti Chicago

Komponen pembuatan yang menggunakan bahan-bahan ini sangat mencabar, kerana kami kekurangan teknik yang betul dan masalah yang berkaitan dengan keserasian.

Baru-baru ini, sebuah kumpulan penyelidikan yang terdiri daripada ahli-ahli dari University of Chicago dan Makmal Nasional Argonne mencipta satu proses baru, yang digelar DOLFIN, yang boleh digunakan untuk menghasilkan dengan ketepatan setanding dengan keadaan terkini teknologi seni kami.

Kelebihan DOLFIN

Terdapat biasanya banyak langkah yang diperlukan untuk membuat lapisan tunggal dalam corak nanoscale. Terdapat juga beberapa lapisan berturut-turut yang perlu dipetakan. Pasukan mengelakkan ini dengan menghapuskan keperluan untuk photoresist.

Proses yang mereka reka bertujuan untuk mengelakkan penggunaan photoresists dengan menggunakan ligan yang bertindak balas terhadap cahaya untuk mendorong perubahan dalam nanocrystals semasa dalam pelarut.

Pertama, pasukan menyediakan bahan corak menggunakan geometri nanocrystals khusus dan melampirkannya kepada ligan fotoreaktif. Topeng litografi piawai yang dibina dengan bentuk kaca yang dikenali sebagai "topeng" dalam proses ini-diterangi dan digunakan sebagai stensil untuk mengarahkan cahaya ultra violet ke substrat.

Corak dibuat pada bahan bukan organik. Gambar dari Dmitri Talapin dan Yuanyuan Wang melalui UChicago Creative

Ini menghilangkan keperluan untuk photoresist dengan menggunakan sifat-sifat nanocrystals ligan yang dilukis likat untuk mengubah struktur tanpa ketiadaan cahaya.

Proses ini telah terbukti sangat berguna dan berkesan dalam penciptaan pelbagai lapisan. Yang menghairankan, proses ini telah terbukti serasi dengan beberapa substrat yang berbeza seperti kaca, silikon, dan polimer yang berbeza-beza. Proses ini mampu mengatasi teknik photopolimer standard dalam mencipta corak 3D multilayered dengan memotong proses dari 43 langkah ke 19 sambil menggunakan pendedahan UV yang boleh dibandingkan. Hasilnya adalah proses yang lebih murah dan lebih efisien daripada teknik photolithography tradisional.

Yuanyuan Wang, penyelidik utama kertas, dengan topeng contoh. Gambar ihsan dari University of Chicago

"Ia boleh digunakan dengan pelbagai bahan, termasuk semikonduktor, logam, oksida atau bahan magnetik-semua yang biasa digunakan dalam pembuatan elektronik, " kata Yuanyuan Wang, penulis utama dan penyelidik di University of Chicago.

Walaupun proses itu terbukti berguna dalam parameter reka bentuk semasa mereka, ia masih belum diperkatakan kepada sesuatu seperti pengeluaran besar-besaran berbilion transistor.

Artikel penyelidikan asal boleh didapati dalam Journal of Science .