Estructura fractal después de cuatro pasos.
Comienza con una estructura 3D con ocho planos, un octaedro. Esto se repite en octaedros más pequeños:625 después de solo cuatro pasos. En cada rincón de un nuevo octaedro, se forma un octaedro sucesivo. Se forma un 'edificio' fractal 3D verdaderamente fascinante a escala micro y nano. Se puede utilizar para filtrado de alto rendimiento, por ejemplo. Científicos del Instituto MESA + de Nanotecnología de la Universidad de Twente en Holanda presentan estas estructuras en el Revista de Micromecánica y Microingeniería (JMM).
Un fractal es una estructura geométrica que puede repetirse hasta el infinito. Acercándonos a un fragmento, la estructura original vuelve a ser visible. Una de las principales ventajas de un fractal 3D es que la superficie efectiva aumenta con cada paso siguiente. Mirando el octaedro después de cuatro pasos, la estructura final no es mucho más grande que el octaedro original, pero la superficie efectiva se ha multiplicado por 6,5. Los octaedros más pequeños tienen un tamaño de 300 nanómetros, con en cada esquina un nano poro de 100 nanómetros. Tener 625 de estos nano poros en un área de superficie limitada, Se forma un filtro muy eficaz con baja resistencia al flujo. Los científicos holandeses también experimentan con la captura de células vivas dentro de estos octaédricos, para poder estudiar la interacción entre las células. Otras investigaciones interesantes están relacionadas con el envío de luz a través de la estructura del octaedro:¿cómo interactuará?
Oblea con muchos fractales.
Litografía de esquina
Para poder crear la estructura 3D repetida, los científicos desarrollaron una técnica llamada 'litografía de esquina' '. En primer lugar, una forma piramidal está grabada en silicio. El siguiente paso es aplicar una capa de nitruro de silicio en la pirámide. Después de eliminar esto posteriormente, un poquito de nitruro se queda en la esquina de la pirámide, funcionando como una 'parada'. Cuando esto se elimina, el silicio de debajo está grabado a través del pequeño orificio. Automáticamente, se forma una estructura a lo largo del plano del cristal de silicio. Este es el primer octaedro, formado por 'auto alineación'. El proceso se repite con una nueva capa de nitruro de silicio. El tamaño de los nuevos octaedros está determinado por el período de grabado. En este caso, cada octaedro en el siguiente paso es la mitad del tamaño del anterior. La ventaja de la litografía de esquina es su relativa simplicidad. No se necesita tecnología avanzada para crear cada nanoporo individual. Al contrario:en solo cuatro pasos miles de fractales, cada uno con 625 orificios diminutos se puede procesar en una oblea, en paralelo. También es posible más de cuatro pasos, pero esto impone mayores exigencias al proceso de grabado.
Esquinas con nano poros.
La investigación se ha realizado en el grupo de Ciencia y Tecnología de Transductores, que forma parte del Instituto MESA + de Nanotecnología de la Universidad de Twente.
