Grabado químico asistido por metal, o 'MacEtch', se utiliza para fabricar una gama de nanoestructuras, pero los movimientos dañinos del catalizador durante los procesos de grabado vertical dificultan su uso más amplio. Ahora, un equipo dirigido por A * STAR ha desarrollado una técnica que mejora la estabilidad del catalizador, allanando el camino para una aplicación más amplia.

MacEtch es un método de grabado en húmedo para fabricar nanoestructuras a partir de películas metálicas estampadas. La simplicidad, versatilidad, y la rentabilidad de MacEtch en silicio y otros semiconductores han llevado a su uso en la fabricación de una amplia gama de productos, desde dispositivos electrónicos y optoelectrónicos hasta sensores biológicos y químicos, así como tecnologías de recolección de energía. Estas aplicaciones, sin embargo, utilice estructuras de catalizador de malla relativamente grande.

Cuando se utilizan catalizadores con dimensiones más pequeñas, las fuerzas que actúan sobre el catalizador hacen que se mueva durante el proceso de grabado, lo que limita su uso en la fabricación de estructuras con relaciones de aspecto elevadas, como nanoagujeros.

"Previamente, Ha sido muy difícil lograr un grabado direccional del catalizador aislado, y [esto] ha sido un obstáculo importante en su desarrollo, "explica Sing Yang Chiam del Instituto de Investigación e Ingeniería de Materiales de A * STAR." Los tamaños pequeños de características son especialmente importantes para fabricar dispositivos de filtración, pero en estas dimensiones, el grabado se convierte en un gran desafío ".

Ahora, una técnica para controlar el catalizador durante el proceso de grabado, permitiendo la fabricación de nanoagujeros en silicio con relaciones de aspecto sin precedentes, ha sido desarrollado por Chiam y sus colegas en colaboración con la Universidad Nacional de Singapur y la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign en los Estados Unidos.

Los investigadores investigaron el grabado con catalizador aislado de discos de oro regulares con un espaciado de matriz y un espesor de catalizador idénticos. formado mediante litografía de interferencia láser. Esto permitió al equipo estudiar los efectos precisos y aislados de los parámetros de grabado, como las concentraciones de grabado y dopaje, para comprender las fuerzas de interfaz sobre el catalizador.

Descubrieron que proporciones más altas de ácido fluorhídrico a peróxido de hidrógeno, o niveles de dopaje de silicio de tipo p más altos, reducir el movimiento del catalizador, y atribuyó esto a una disminución de las fuerzas de Van der Waals de la interfaz causada por la creación de silicio poroso.

Los investigadores demostraron su técnica fabricando áreas grandes, ordenado regularmente, matrices de nanoagujeros en silicio con una relación de aspecto de alrededor de 12. Este nuevo método permite la fabricación de nuevos filtros biológicos y de agua, y dispositivos nanofotónicos.

"Planeamos utilizar nuestros hallazgos para hacer un dispositivo de filtración simple, y luego ver cuánto más lejos podemos hacer zanjas profundas, "dice Chiam.