El sueño de larga data de crear estructuras tridimensionales atómicamente precisas en un entorno de fabricación se está acercando a la realidad, según el científico superior de una empresa que fabrica herramientas destinadas a ese ambicioso objetivo.
John Randall, Vicepresidente de Zyvex Labs en Richardson, Texas., dice que sus investigadores han demostrado un proceso que utiliza una punta de microscopio de túnel de barrido para eliminar los átomos de hidrógeno de la superficie protectora del silicio de uno en uno y luego agrega capas atómicas individuales de silicio solo en esas áreas meticulosamente despejadas. Randall describe el logro hoy en el AVS 57th International Symposium &Exhibition, que se lleva a cabo esta semana en el Centro de Convenciones de Albuquerque en Nuevo México.
Hasta la fecha, Los investigadores de Zyvex Labs han demostrado la eliminación de 50 átomos de hidrógeno por segundo. Pero con experiencia e innovación, Randall predice grandes mejoras en la velocidad de este factor limitante.
"Hay muchos caminos para escalar incluido el paralelismo, ", dice." Un aumento de mil veces en la velocidad será bastante fácil de lograr ".
Dentro de siete años, Randall espera que Zyvex Labs venda herramientas de producción inicial que pueden eliminar más de un millón de átomos de hidrógeno por segundo usando 10 puntas paralelas a un costo de alrededor de $ 2. 000 por micrómetro cúbico de silicio añadido (48 mil millones de átomos).
Las aplicaciones que se beneficiarían más de tener estructuras diminutas atómicamente precisas incluyen membranas de nanoporos, estructuras de qubit para computadoras cuánticas y estándares de nanometrología. Aplicaciones a mayor escala, como plantillas de nanoimpresión, necesitaría aún más mejoras en la relación costo-rendimiento para ser económicamente viable.
El proceso Zyvex se utiliza actualmente solo en superficies de silicio, que normalmente están recubiertos con átomos de hidrógeno unidos a cualquier átomo de silicio expuesto. El proceso tiene dos pasos:primero, en un vacío ultra alto, Se dirige un microscopio de barrido de túnel para eliminar átomos de hidrógeno individuales solo de aquellos lugares donde más adelante se agregará silicio adicional. Segundo, se introduce un gas hidruro de silicio. Una sola capa de estas moléculas se adhiere a cualquier átomo de silicio libre de hidrógeno expuesto. Después de la deposición, el gas se elimina y el proceso se repite para formar tantas capas tridimensionales de silicio atómicamente puro como sea necesario.