(PhysOrg.com) - La litografía de interferencia láser puede producir patrones de superficie a nanoescala de muy alta resolución a bajo costo, y ahora los investigadores europeos han logrado importantes avances en el área.

Dos importantes avances de investigadores europeos han llevado una tecnología emergente de fabricación a nanoescala del laboratorio al mundo real. La técnica promete una producción de nanodispositivos a menor costo a resoluciones más altas.

Significará métodos de producción mejores y más baratos para cosas como materiales autolimpiables, nano-sensores y rejillas, nanofiltros para aire y agua limpios y superficies especiales antirreflejos para tecnología solar.

La litografía de interferencia es una técnica de modelado de superficies que ha generado un enorme interés en los laboratorios de todo el mundo. Pero el proyecto DELILA lo sacó del laboratorio y demostró que la técnica podía funcionar a escala comercial, todo el tiempo logrando avances de clase mundial. La tecnología ayudará a crear la próxima ola de nanotecnología en dos o tres años.

Interferencia precisa

La litografía de interferencia láser crea patrones de superficie al dividir un haz de luz coherente, decir un rayo láser, y luego recombinando la luz con mucha precisión, de modo que los haces divididos se crucen y creen patrones de interferencia. Agregado junto, estos patrones producen un patrón de superficie en el material, que luego se puede procesar de la manera normal.

La litografía de interferencia es atractiva porque permite la generación rápida de características densas en un área amplia sin pérdida de enfoque. También cuesta menos construir estas líneas de producción porque no requieren tecnología óptica compleja o fotomáscaras.

Los ahorros son muy importantes. Donde los sistemas de fabricación típicos cuestan millones de euros, Los sistemas basados ​​en los avances de DELILA costarían solo cientos de miles.

Tecnología dominante

“Se sabe que la nanotecnología jugará un papel preponderante en este siglo en casi todas las áreas científicas e industriales para el desarrollo de nuevos materiales, dispositivos y sistemas, ”Señala Zuobin Wang, coordinador del proyecto DELILA e investigador senior en el Centro de Ingeniería de Manufactura de la Universidad de Cardiff (MEC). "Sin embargo, el problema clave sigue siendo la falta de tecnologías y sistemas de fabricación en volumen y de bajo costo ".

“Nos enfocamos en el desarrollo de una nueva tecnología de producción para fabricar nanoestructuras y dispositivos 2D y 3D, litografía de interferencia láser. En particular, DELILA permitirá la producción de bajo costo y gran volumen de estructuras y patrones de nano superficies ".

DELILA significa Desarrollo de tecnología de litografía para la estructuración de materiales a nanoescala mediante interferencia de haz láser. Además de ser barato, este método puede imprimir nanoestructuras 2D y 3D. Lo hace perfecto para dispositivos nano-fotónicos y nanoelectrónicos y dispositivos micro y nano-fluídicos.

La nanofluídica es un campo de la nanotecnología que analiza el comportamiento de los fluidos en dimensiones extremadamente pequeñas, actuando de una manera que se puede manipular de manera predecible. Tiene muchas aplicaciones en la fabricación donde intervienen fluidos, como analizar pequeñas muestras de un fármaco, por ejemplo. El campo está todavía en pañales pero ya está teniendo un impacto enorme. DELILA le dará una nueva herramienta.

Frente amplio

El equipo atacó el problema en un frente amplio, analizando todo, desde el potencial tecnológico de la interferencia de haces múltiples hasta las necesidades del usuario. El enfoque principal del trabajo, sin embargo, estaba en la construcción de un prototipo de producción viable.

Aquí el problema fue integrar los diversos elementos dentro del sistema y luego perfeccionar cada elemento. Se produjo un avance clave con la parte de afinación del trabajo, manipular la luz para crear la interferencia en los patrones y en las escalas requeridas.

DELILA mostró por primera vez tamaños de características de ~ 30 nm para escritura directa y ~ 5 nm para modificación de nanoestructuras. Estos son resultados de vanguardia para la tecnología.

La escritura directa es donde la interferencia del rayo láser graba patrones directamente en un dado, sin utilizar una fotomáscara. Es mucho más económico que los procesos estándar para lograr las características requeridas. El resultado de 30 nm se refiere a la capacidad del sistema para crear tamaños de características precisos en el patrón deseado.

El resultado de la modificación de la estructura, sin embargo, es en muchos sentidos más interesante. Esta es la estructura más pequeña posible que el sistema puede lograr en este momento. Actualmente no es lo suficientemente preciso para aplicaciones comerciales, pero el hecho de que DELILA haya podido lograr alguna modificación a esta escala indica que será posible lograr la precisión requerida para fines comerciales. Este será el próximo objetivo de la investigación.

Patentemente ocupado

El equipo tuvo una agenda muy ocupada durante el proyecto. Además de producir resultados revolucionarios, el equipo presentó cinco solicitudes de patente y más de 20 publicaciones técnicas, muchos más de los esperados.

Algunos aspectos de su trabajo tienen ahora relevancia directa en el mercado, con productos comerciales basados ​​en los resultados de DELILA programados para comenzar a fabricar dispositivos reales en los próximos dos o tres años.

Quizás aún más emocionante, sin embargo, es la perspectiva de avances mucho mayores en la tecnología en un futuro próximo.

Recordar, DELILA logró estructuras de solo 5 nm utilizando la tecnología. Aunque este resultado tampoco está todavía comercialmente listo, Wang cree que el equipo puede lograr escritura directa comercial de 5 nm con litografía de interferencia láser en los próximos cinco años.