Basit Bir Yöntemle Atomik Boyutta Kalıp Dağlama
Fotoğraf : Tek tabakalı silikon atomları (siyah) taramalı prob mikroskobunun hareketli silika ucuna bağlanmaktadır.
Penn Eyalet ve Güney Batı Jiaotong Üniversitesi ve Çin Tsinghua Üniversitesi’nden bir ekip tarafından silisyum plakalar üzerinde nano boyuttaki dağlama için hassas ve kimyasal içermeyen bir yöntem geliştirilmiştir.
Standart litografide, silikon plakalar üzerine ışığa duyarlı bir film tabakası biriktirilir ve filmin belirli kısımlarını açığa çıkartmak için maske olarak adlandırılan bir kalıp kullanılmaktadır. Sonrasında potasyum hidroksit çözeltisi gibi kimyasallar kullanılarak silisyum içerisindeki kalıp dağlanmaktadır. Pürüzlü yüzeyleri gidermek için başka adımlar gerekmektedir.
Penn Eyalet ve Güney Batı Jiaotong Üniversitesi araştırmacıları bütünüyle farklı kimyasal ve maske içermeyen, tek adımlı prosesi geliştirmişlerdir. Genellikle elektronik cihaz yapımında kullanılan silikon altlık boyunca taramalı prob mikroskobu olarak adlandırılan cihazın silika ucunun hafifçe pürüzlerini almış ve bu ucu yuvarlamışlardır. Havadaki su buharı ortaya çıktığı zaman, silisyum formunun en üst tabakası prob ucuyla bağlanır ve tek tabakalı atomlar bu probun silisyum boyunca hareket etmesiyle kayar. Alt katmanlardaki atomlar kimyasal reaksiyona katılmadıklarından dolayı hiçbir şekilde hasar görmemektedirler.
Penn Eyalet Üniversitesi Kimya Mühendisliği’nden Profesör Seong Kim bu çalışmaların gerçekten oldukça eşsiz olduğunu belirtmiştir. Kim’e göre sözde bir tribokimyasal reaksiyon olmaktadır ve tamamı yaygın olarak çalışılan, ısı, ışık ve elektrik alanların sebep olduğu kimyasal reaksiyonların aksine mekanik olarak uyarılmış reaksiyonlar daha az anlaşılır olmaktadır.
Ayrıştırma mekanizması silisyum havaya maruz kaldığı zaman başlatılır ve en üst atomik tabakadaki silisyum atomları silisyum-oksijen-hidrojen bağları oluşturmak üzere su molekülleriyle reaksiyona girer. Sonrasında altlık yüzeyi ile ucun silisyum oksit yüzeyi hareketli ucun kayma kuvveti altında bir silisyum-oksit-silisyum bağı oluşturur. Bu olay silisyum atomunun altlığın en üst yüzeyinden ayrıştırılmasına olanak sağlamaktadır.
Kim’in inancına göre bu teknik nano üretimdeki, cihazların boyutlarını atomik ölçekli boyutlara düşürmeye çalışan insanlar için kullanışlı olabilir.
Kim, atomik tabaka dağlamasının, sert kimyasallar ve kurban tabaka kullanmadan istedikleri derinlik çözünmesini elde etmek isteyen insanlar için olanak sağladığını belirtmiştir. Buna ek olarak bu tür kalıplama yönteminin mikroüretim için çok yavaş olduğunu kabul etmiştir. Fakat araştırmacılar bunu, mevcut cihazlardan çok daha küçük olan Angstrom veya tek atom boyutlarında elektronik ve mikroelektromekanik cihazları test etmede bir platform oluşturmak için kullanabilirler. IBM gibi en azından bir şirket, cihazların büyük ölçekli kalıplarına öncülük edebilecek çoklu prob dizisini deneyimlemiştir.
Kim iki takımın proseslerinin gelişim göstermek için birleştirilebileceğini söylemiştir. Bunun bilimin ilk kısmı olduğunu ve bundan sonra pek çok olasılığın keşfedilebileceğini ayrıca bu yöntemin silisyumun ötesinde diğer malzemelerle çalışacağını düşündüğünü belirtmiştir.
Kaynak : sciencedaily.com
