El principio del proceso de deposición local que se induce con un haz de electrones enfocado (en resumen, FEBIP):las moléculas de un sistema de inyección de gas se depositan en la superficie de la muestra de forma reversible. El haz de electrones enfocado disocia las moléculas de gas adsorbidas. Los compuestos no volátiles resultantes permanecen permanentemente en la muestra.
Los microscopios electrónicos utilizan haces de electrones enfocados para hacer visibles objetos extremadamente pequeños. Combinando el instrumento con un sistema de inyección de gas, se pueden manipular muestras de material y se pueden "escribir" estructuras de superficie que miden solo nanómetros de ancho. Investigadores suizos de EMPA, junto con científicos de EPFL, utilizó este método para mejorar los láseres.
El láser emisor de superficie de cavidad vertical (VCSEL) es un láser semiconductor que se utiliza a menudo en la transmisión de datos para enlaces de corta distancia como Gigabit Ethernet. Estos láseres son muy populares en las telecomunicaciones porque consumen poca energía y pueden fabricarse simplemente en volúmenes de varias decenas de miles en una sola oblea. Sin embargo, Estos VCSEL pueden presentar una debilidad:debido a la estructura cilíndrica en la que se acumulan los láseres en la oblea, la polarización de la luz emitida a veces puede cambiar durante el funcionamiento. La polarización es una propiedad de ciertas ondas, como ondas de luz, y describe la dirección de oscilación. Es necesaria una polarización estable para reducir los errores de transmisión y utilizar VCSEL en la fotónica de silicio futura.
El equipo dirigido por el investigador de Empa Ivo Utke, junto con científicos del Laboratorio de Física de Nanoestructuras de la EPFL, podría proporcionar ayuda mediante el uso de un método llamado FEBIP (procesamiento inducido por haz de electrones enfocado). "Hemos escrito estructuras de rejilla plana en los VCSEL con un haz de electrones, ”Dice Utke al describir su solución, “Y las rejillas fueron efectivas para estabilizar la polarización”. El estudio ha sido publicado recientemente en la revista científica “Nanoscale” como una publicación avanzada en línea.
El resultado es una nanoestructura, por ejemplo, una rejilla de polarización en un VCSEL (láser emisor de superficie de cavidad vertical). Se trata de láseres semiconductores que se utilizan con frecuencia en la transmisión óptica de datos.
Pequeña, mínimamente invasiva, directo
FEBIP es adecuado para la creación de prototipos de nanocomponentes, para resolver cuestiones y problemas específicos en nanoelectrónica aplicada, nanofotónica y nanobiología. Se inyectan moléculas de gas adecuadas cerca de una muestra que ya se encuentra en la cámara de vacío del microscopio. Estos se adsorben en la muestra de manera reversible. El haz de electrones enfocado, que normalmente sirve para hacer visibles los objetos, ahora, en cambio, induce reacciones químicas de las moléculas de gas adsorbidas, pero solo en el lugar donde el rayo incide en la superficie. Los fragmentos moleculares no volátiles resultantes permanecen permanentemente en la muestra mientras que el sistema de vacío elimina los fragmentos volátiles. “Con la ayuda de un haz de electrones posicionado con precisión, es posible eliminar o aplicar estructuras de superficie con precisión nanométrica y prácticamente en cualquier forma tridimensional deseada, ”Explica Utke. “FEBIP pronto podría convertirse en una verdadera plataforma de nanofabricación para la creación rápida de prototipos de nanoestructuras de una manera mínimamente invasiva, sin necesidad de la gran inversión de una sala limpia ".
