p (PhysOrg.com) - Imagine-se em tamanho nano, parado na ponta de um futuro chip de computador. Para baixo dispara um feixe de elétrons, esculpindo uma topografia precisa que é então gravada a profundidade do Grand Canyon no chip. Da perspectiva dos cientistas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA, esta forma aprimorada de gravura pode abrir a porta para novas tecnologias. p O nanocientista Seth Darling de Argonne e colegas do Centro de Materiais em Nanoescala e Divisão de Sistemas de Energia da Argonne dizem que ele tem o potencial de revolucionar a forma como os padrões são transferidos para diferentes materiais, pavimentando uma nova abordagem para a próxima geração de energia, tecnologias eletrônicas e de memória.

p A inovação combina novos truques com uma tecnologia antiga.

p Uma das maiores questões recentes que a ciência dos materiais enfrenta tem envolvido o desenvolvimento de melhores técnicas para litografias de alta resolução, como feixe de elétrons, ou feixe eletrônico, litografia. A litografia de feixe E é usada para fabricar as menores estruturas, incluindo microeletrônica e sensores avançados; feixes de elétrons são parte de um processo que "imprime" os padrões desejados na substância.

p Transferir padrões mais profundamente em materiais permitiria aos cientistas criar eletrônicos melhores.

p Para criar um padrão usando litografia de feixe eletrônico, os pesquisadores traçaram convencionalmente um padrão dentro de uma camada chamada "resistir, ”Que é então gravado no substrato subjacente.

p Porque a resistência é fina e frágil, uma "máscara rígida" intermediária é geralmente colocada entre a máscara e o substrato. Idealmente, a máscara dura grudaria no substrato por tempo suficiente para que os recursos desejados fossem gravados e, em seguida, removidos de forma limpa - embora a camada extra frequentemente resulte em manchas, arestas e custos adicionais e complicações.

p Mas ao longo dos últimos anos, Darling e seus colegas desenvolveram uma técnica chamada síntese de infiltração sequencial (SIS). Outro método de construção de projetos personalizados em nanoescala, SIS envolve o crescimento controlado de materiais inorgânicos em filmes de polímero. Isso significa que os cientistas podem construir materiais com propriedades únicas e até mesmo complexas, Geometrias 3-D.

p "Com SIS, podemos tomar isso fino, filme resistente delicado e torná-lo robusto, infiltrando-se com material inorgânico, "Darling explicou." Assim, você não precisa de uma máscara intermediária, para contornar todos os problemas associados a essa camada extra. "

p Embora algumas resistências possam funcionar melhor do que outras sob certas condições, nenhuma abordagem única tinha demonstrado ainda a capacidade de enraizar um padrão com facilidade, profundidade e fidelidade da abordagem de Argonne, Querida disse.

p “É possível que possamos criar recursos muito estreitos bem acima de um mícron de profundidade usando apenas um muito fino, Máscara de gravação aprimorada por SIS, que, de nossa perspectiva, seria uma capacidade inovadora, Disse ele.

p Ao combinar a síntese de infiltração sequencial com copolímeros em bloco, moléculas que podem se montar em uma variedade de nanoestruturas ajustáveis, essa técnica pode ser estendida para criar recursos ainda menores do que os possíveis com a litografia de feixe eletrônico. A chave é projetar uma reação seletiva entre as moléculas precursoras inorgânicas e um dos componentes do copolímero em bloco.

p "Isso abre uma ampla gama de possibilidades, "disse o químico da Argonne Jeff Elam, que ajudou a criar o processo. "Você pode imaginar aplicações para células solares, eletrônicos, filtros, catalisadores - todos os tipos de dispositivos diferentes que requerem nanoestruturas, mas também a funcionalidade de materiais inorgânicos. "

p O trabalho é publicado em dois estudos, "A litografia polimérica aprimorada resiste via síntese de infiltração sequencial" no Journal of Materials Chemistry e "Litografia de copolímero em bloco aprimorada usando síntese de infiltração sequencial" no Journal of Physical Chemistry C.

p “Esperançosamente, nossa descoberta dá aos cientistas uma vantagem extra quando se trata de criar padrões mais profundos com resolução mais alta, ”Disse Darling.