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近来,纳米级图案正变得相当复杂。越来越多地适应原子力显微镜等工具意味着我们有控制表面图案的能力,操控力由此降为一个单一的纳米级水平,并且为纳米级电路和设备的发明做好准备。不过,仍有一两个问题需要采用现有的扫描探针图案技术予以解决,例如限制了图案吞吐量的末端处磨损(你需要很多的吞吐量在基片上一个平方毫米的位置存放纳米级电路),并精确控制三维图案的深度。
IBM公司的一个国际研究小组已就如何改善三维纳米图案展开研究,并且似乎已经想出了一个最佳的组合。他们使用了一个类似于原子力显微镜里看到的微小硅接点将热量及力量应用至基片表面。基片的材质也很重要,该国际研究小组采用了自我放大的聚合物,这种聚合物在加热的情况下分解成挥发性单体。因此,要创建完整的图案,热量蒸发掉末端下面的材料,施加的力量允许三维运动,并因此塑造三维形状。末端相当精确的控制意味着良好的图案分辨率,并且该方法开辟了一种生产纳米级精确的优质模板和模具的方法,这种方法可制作采用其他材料的图案及特殊基片形成的结构,正如该项工作所证明的那样。IBM苏黎世研究所的物理学家Armin Knoll 博士说:“纳米技术的进步离不开制作表面上的纳米级图案的好方法及工具,它们是密切相关的。凭借其广泛的功能及独特的三维图案制作性能,这种纳米级成图方法是生成非常小的结构的强大工具。”
按照图上8纳米相当于实际1000米的比例尺,制作一个仅有22×11微米且地形准确的世界地图可以证明该技术的巧妙。潜在的应用设想(除纳米绘图法以外)包括CMOS纳米电子的原型制作、光学元件及材料原型的生产、制作三维纳米粒子及形状匹配模板以进行纳米级物体的自组装。随着这项技术也被批准用于商业开发,纳米图案成形得以广泛应用。
Adv. Mater 2010 ; DOI: 10.1002/adma.200904386