Basit Bir Yöntem ile Atomik Ölçekte Kazınmış Desenler
Fotoğraf : Tek bir silikon atomu tabakası (siyah), bir tarama (prob)mikroskobunun hareketli silika ucuna bağlanır.
Silikon plakalar üzerinde nano ölçekli özellikleri aşındırma için hassas, kimyasal-ücretsiz bir yöntem Penn State ve Güney Batı Jiaotong Üniversitesi ve Çin Tsinghua Üniversitesi’nden bir ekip tarafından geliştirilmiştir.
Standart litografide, bir silikon plaka üzerine ışığa duyarlı bir film yerleştirilir ve filmin belirli kısımlarını açığa çıkarmak için maske adı verilen bir desen kullanılır. Daha sonra, bir potasyum hidroksit çözeltisi gibi kimyasallar – silikonun içine kalıp desenleri. Pürüzlü yüzeyi düzeltmek için başka adımlar gereklidir.
Penn State ve Southwest Jiaotong Üniversitesi araştırmacıları tamamen farklı, kimyasal ve maskesiz, tek adımlı bir süreç geliştirdiler. Bunlar genellikle bir silikon alt tabaka boyunca tarama probu mikroskobu olarak adlandırılan bir aletin yuvarlak bir silika ucunu yerleştirildi ve hafifçe ovuşturuldu- bu, genellikle elektronik cihazları yapmak için kullanılan malzeme tabanıydı. Havadaki su buharına maruz kaldığında, üst silikon tabakası, tarama sondasının ucuyla bağlanır ve prob, silikon boyunca hareket ederken tek bir atom tabakası kayar. Aşağıdaki atomlar kimyasal reaksiyona katılmadıkları için tamamen hasarsızdırlar.
Penn State, Kimya Mühendisliği Profesörü Seong Kim, “Gerçekten çok eşsiz bir fikir” . “Sözde bir triborokimyasal reaksiyon var. Tümü geniş çapta incelenen ısı, ışık veya elektrik alanlarından kaynaklanan kimyasal reaksiyonların aksine, mekanik olarak uyarılan kimyasal reaksiyonlar daha az anlaşılıyor.”
Silisyum havaya maruz kaldığında ve silikon atomlarının üst atomik tabakası silikon-oksijen-hidrojen bağları yapmak için su molekülleri ile reaksiyona girdiğinde çıkarma mekanizması başlatılır. Daha sonra ucun silikon oksit yüzeyi, hareketli ucun kesme kuvveti altında substrat yüzeyi ile bir silikon-oksit-silikon bağı oluşturur. Bu, silikon atomunun substratın en üst yüzeyinden çıkarılmasını kolaylaştırır.
Prof. Kim’e göre, nanofabrikasyondaki cihazların boyutlarını küçültmek için atomik ölçekli boyutlara indirgemeye çalışan insanlar bu tekniği faydalı bulabilir.
Aynı zamanda bu teknik ile ilgili; “Atomik tabaka aşındırma, insanların kurban katmanları ve sert kimyasallar kullanmadan almak istedikleri derinlik çözümünü sağlayabilir” diyerek çalışmanın özelliklerinin ne kadar geniş çaplı olabileceğini açıkladı.
Kim bu tür bir kalıplama yöntemini artık mikrofabrikasyon için çok yavaş olduğunu kabul etti. Bununla birlikte, araştırmacılar, mevcut cihazlardan çok daha küçük olan Angstrom veya tek atomlu ölçekte elektronik ve mikro elektromekanik cihazları test etmek için bir platform oluşturmak için kullanabilirler. IBM’nin en az bir şirketi büyük ölçekli modellere yol açabilecek çok sayıda prob dizisi denedi.
Kim, “Bu çalışma, büyütme süreçleriyle birleştirilebilir” dedi. “Bu, ilk bilimsel kısmıdır. Bilimsel yol görüldükten sonra, pek çok olasılık keşfedilebilir. Örneğin, bu tekniğin silikonun ötesinde başka malzemelerle çalışacağını düşünüyoruz.”
Kaynak : sciencedaily.com
