Los cañones profundos se pueden grabar en materiales a nanoescala con una nueva técnica de litografía basada en SIS realizada por científicos del Laboratorio Nacional Argonne.
(PhysOrg.com) - Imagínese de tamaño nanométrico, de pie en el borde de un chip de computadora que pronto será. Abajo dispara un rayo de electrones, tallando una topografía precisa que luego graba la profundidad del Gran Cañón en el chip. Desde la perspectiva de los científicos del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU., esta forma mejorada de grabado podría abrir la puerta a nuevas tecnologías.
El nanocientífico de Argonne Seth Darling y sus colegas de la División del Centro de Materiales y Sistemas de Energía a Nanoescala de Argonne dicen que tiene el potencial de revolucionar la forma en que los patrones se transfieren a diferentes materiales. pavimentando un nuevo enfoque para la próxima generación de energía, Tecnologías de electrónica y memoria.
La innovación combina nuevos trucos con una tecnología antigua.
Una de las mayores preguntas recientes a las que se enfrenta la ciencia de los materiales ha involucrado el desarrollo de mejores técnicas para litografías de alta resolución como el haz de electrones, o haz electrónico, litografía. La litografía E-beam se utiliza para fabricar las estructuras más pequeñas, incluyendo microelectrónica y sensores avanzados; Los haces de electrones son parte de un proceso que "imprime" patrones deseados en la sustancia.
La transferencia de patrones más profundamente a los materiales permitiría a los científicos crear una mejor electrónica.
Para crear un patrón utilizando litografía con haz de electrones, Los investigadores han trazado convencionalmente un patrón dentro de una capa llamada "resistir, ”Que luego se graba en el sustrato subyacente.
Debido a que la resistencia es delgada y frágil, generalmente se coloca una "máscara dura" intermedia entre la capa protectora y el sustrato. la máscara dura se adheriría al sustrato el tiempo suficiente para grabar las características deseadas y luego eliminarlas limpiamente, aunque la capa adicional a menudo resulta en borrosidad, asperezas y costos y complicaciones adicionales.
Pero en el transcurso de los últimos años, Darling y sus colegas han desarrollado una técnica llamada síntesis de infiltración secuencial (SIS). Otro método para crear diseños personalizados a nivel de nanoescala, SIS implica el crecimiento controlado de materiales inorgánicos dentro de películas de polímero. Esto significa que los científicos pueden construir materiales con propiedades únicas e incluso con complejos, Geometrías 3-D.
"Con SIS, podemos tomar eso delgado Película resistente delicada y robusta infiltrándola con material inorgánico, "Darling explicó." De esa manera, no necesitas una mascarilla intermedia, por lo que puede solucionar todos los problemas asociados con esa capa adicional ".
Aunque algunas resistencias pueden funcionar mejor que otras bajo ciertas condiciones, ningún enfoque había demostrado todavía la capacidad de arraigar un patrón con la facilidad, profundidad y fidelidad del enfoque de Argonne, Dijo Darling.
"Es posible que podamos crear características muy estrechas con una profundidad superior a una micra utilizando solo un Máscara de grabado mejorada con SIS, que desde nuestra perspectiva sería una capacidad revolucionaria, ”Dijo.
Al combinar la síntesis de infiltración secuencial con copolímeros de bloque, moléculas que pueden ensamblarse en una variedad de nanoestructuras sintonizables, esta técnica se puede ampliar para crear características aún más pequeñas de las que son posibles con la litografía por haz de electrones. La clave es diseñar una reacción selectiva entre las moléculas precursoras inorgánicas y uno de los componentes del copolímero de bloque.
"Esto abre una amplia gama de posibilidades, "dijo el químico de Argonne Jeff Elam, que ayudó a crear el proceso. "Puedes imaginar aplicaciones para células solares, electrónica, filtros, catalizadores:todo tipo de dispositivos diferentes que requieren nanoestructuras, sino también la funcionalidad de los materiales inorgánicos ".
El trabajo se publica en dos estudios, "La litografía polimérica mejorada resiste a través de la síntesis de infiltración secuencial" en el Revista de química de materiales y "Litografía de copolímeros de bloque mejorada usando síntesis de infiltración secuencial" en el Revista de Química Física C.
"Con suerte, Nuestro descubrimiento brinda a los científicos una ventaja adicional cuando se trata de crear patrones más profundos con mayor resolución, Dijo Darling.
