Новости химической науки > Делать наноструктуры помогают даже трещины

Обычно при изготовлении наноразмерных устройств исследователи стараются избегать образования трещин, однако исследователи из Южной Кореи установили, что трещины – это не всегда плохо – если их «приручить», они могут использоваться для получения контролируемых нанорисунков и наноформ. Методика отличается дешевизной и простотой, благодаря чему сможет найти применение в создании электронных и микрокапиллярных систем.

Ку Ню Нам (Koo Hyun Nam), руководитель исследования, отмечает, что методика, разработанная в его группе, отдаленно напоминает то, как древнеегипетские каменщики высекали каменные блоки нужного размера для строительства пирамид. Они вбивали деревянный клин в небольшое отверстие в скале и долго поливали его водой. Клин поглощал воду, набухал и, расширяясь, разрывал камни на части.

Методика контроля распространения трещин позволяет получать наноразмерные структуры предопределенной конфигурации. (Рисунок из Nature, 2012, 485, 221)

Методика, разработанная корейскими учеными, хотя и является более утонченной и высокоточной, но в ее основе лежит тот же принцип. Исследователи использовали процесс плазменного травления для создания крошечных бороздок и уступов на субстрате из кремния, а затем нанесли на обработанную таким способом поверхность тонкий слой нитрида кремния. Зачастую при таком такое осаждении происходит неконтролируемое образование трещин, однако предварительная протравка и формирование канавок и выступов на субстрате способствовало тому, что этот предварительно созданный рельеф управлял движением трещин – канавки способствовали росту трещин, а уступы – останавливали их.

Для демонстрации эффективности разработанной методики Нам с коллегами получил квадратную деталь, на которой были написаны буквы микрометрового размера. При этом разрешение контролируемых трещин и, соответвенно, элементов нанорельефа, зависит только от точности метода, примененного для создания «направляющих» канавок и уступов, а также особенностей осаждения нитрида кремния. Исследователь добавляет, что уверен в том, что возможно создавать наноузоры с точностью, большей, чем 1 мкм, но для этого нужно более точное оборудование или новые подходы к фотомаскировке.

Обычно создание нанорельефа на поверхности систем проводят с помощью методов нанолитографии и травления, однако эти методы слишком дорогие и медленные. Контролируемое образование трещин представляет собой новую методику, которая позволяет получать желаемый результат за меньшее время и меньшую стоимость. Новая методика совместима с существующими метолами производства полупроводников, что, в перспективе, позволит использовать новый подход для получения кремниевых микросхем новых поколений. Новая методика также может оказаться очень полезной и для создания микрокапиллярных систем, которые часто применяются для изучения и работы с биологически активными молекулами.

Владимир Антонов (Vladimir Antonov), эксперт по изготовлению наносистем, отмечает, каким образом методика корейских исследователей может быть модифицирована – например покрытие из нитрида кремния можно наносить при более высокой температуры, что, теоретически, должно влиять на распространение трещины, не позволяя ей глубоко проникать в структуру кремния. Он также предполагает, что у методики Нама большое будущее.

Источник: Nature, 2012, 485, 221 (DOI:10.1038/nature11002)

метки статьи: #нанотехнологии, #химия полимеров