三维纳米绘图法

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在纳米尺度上制造各种图案正变得越来越精密。随着原子力显微镜等工具的应用,我们已经有在一个纳米尺度上精确控制表面图案的能力。这为纳米级电路和设备的制备做好了准备。不过,在使用现有的扫描探针技术来绘图时,仍有一两个问题需要被解决。例如在扫描过程中针尖的磨损会影响所得图案的数量(而制造一个平方毫米面积的纳米级集成电路将需要很多的图案量)以及对三维图案的纵深度的精确控制。

IBM公司的一个国际研究小组已就如何改善三维纳米图案展开研究,并且似乎已经想出了一个最佳的组合。他们使用了一种与原子力显微镜中长会用到的硅针尖对基片表面施加力和热。基片的材质也很重要,该小组采用了可自我放大的聚合物,这种聚合物在加热的情况下会分解成挥发性单体。因此,针尖下的物质会在加热下被蒸发掉,而所加的力可以使得针尖进行三维运动,从而塑造完整的三维图案。由于可以在纳米尺度上精确控制针尖的移动,因此这种方法制造的图片有着极佳的分辨率。该方法开拓了生产纳米级精确度的模板和模具的方法。研究人员还证实了这种方法还可以在其他材料表面制造图案。IBM苏黎世研究所的物理学家Armin Knoll 博士说:“纳米技术的进步离不开制作表面上的纳米级图案的好方法及工具,它们是密切相关的。凭借其广泛的功能及独特的三维图案制作性能,这种纳米级成图方法是生成微小结构的强大工具。”

Armin W. Knoll, et al., Adv. Mater. 2010; DOI: 10.1002/adma.200904386.