p (Phys.org) —O novo redator de feixe de elétrons instalado na instalação de sala limpa Nano3 no Instituto Qualcomm é importante para as duas principais áreas de pesquisa do professor de engenharia elétrica Shadi Dayeh. Ele está desenvolvendo a próxima geração, transistores em nanoescala para eletrônica integrada; e ele está desenvolvendo sondas neurais que têm a capacidade de extrair sinais elétricos de células cerebrais individuais e transmitir as informações a um dispositivo protético ou computador. Atingir esse nível de extração ou manipulação de sinal requer minúsculos sensores muito próximos uns dos outros para a mais alta resolução e aquisição de sinal. Digite o novo gravador de feixe de elétrons. p A litografia por feixe de elétrons (e-beam) permite que os pesquisadores escrevam padrões muito pequenos em grandes substratos com um alto nível de precisão. É uma ferramenta amplamente utilizada em tecnologia da informação e ciências da vida. As aplicações variam de padrões de escrita em chips de silício e semicondutores compostos para dispositivos eletrônicos e pesquisa de materiais a plataformas de sequenciamento de genoma. Mas a capacidade de escrever padrões na escala oferecida pela instalação Nano3 - com seu tamanho mínimo de recurso de menos de 8 nanômetros em wafers com diâmetros que podem chegar a 8 polegadas - é única no sul da Califórnia. Antes da instalação ser inaugurada no início deste ano, o redator de e-beam comparável mais próximo estava em Los Angeles. Em um escritor de feixe eletrônico, padrões únicos são "escritos" em uma pastilha de silício revestida com uma camada de polímero resistente que é sensível à irradiação de elétrons. A máquina direciona um feixe de elétrons estreitamente focado na superfície marcando o padrão, tornando partes do revestimento resistente insolúvel e outras solúveis. A área solúvel é posteriormente lavada, revelando o padrão que pode ter dimensões de recursos abaixo de 10 nanômetros.

p O professor de bioengenharia Todd Coleman usará o novo escritor de feixes eletrônicos como uma etapa essencial na construção de sua epiderme, ou tatuagem, dispositivos eletrônicos. Os dispositivos são projetados para adquirir sinais cerebrais para uma variedade de aplicações médicas, desde o monitoramento de crianças para convulsões em cuidados intensivos neonatais até o estudo do comprometimento cognitivo associado à doença de Alzheimer ou demência, e soldados lutando contra a síndrome de estresse pós-traumático.

p Doutor em Engenharia Elétrica o candidato Andrew Grieco está usando a máquina para desenvolver um novo tipo de guia de onda óptico que promete melhorar a eficiência e reduzir o consumo de energia. Grieco trabalha no laboratório de Shaya Fainman, professor e presidente, Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação. Desenvolver dispositivos de rede óptica no chip, como guias de onda, interruptores e amplificadores é uma etapa crítica no desenvolvimento de chips ópticos. Embora os sistemas de informação dependam principalmente de redes de fibra óptica para conectar e compartilhar dados em todo o mundo, a tecnologia de computador subjacente ainda é baseada em chips eletrônicos, causando congestionamentos de dados.

p "Qualquer empresa local que tenha um investimento em ciência e tecnologia em nanoescala deve se beneficiar muito com esta máquina. É uma ferramenta poderosa que é difícil de encontrar em um ambiente universitário típico ou na indústria local, "disse Dayeh (Ph.D., 2008 UC San Diego), que ingressou no corpo docente em 2012. "É uma ferramenta única que está sendo trazida para San Diego."

p Dayeh disse que as tecnologias habilitadas pelo redator do feixe eletrônico serão importantes nos esforços locais para conduzir pesquisas sob a Iniciativa BRAIN do presidente Obama, o que exigirá o desenvolvimento de elementos de detecção e estimulação muito menores com resolução mais alta em chips do tamanho de alguns milímetros. "A tecnologia de interface eletro-neural de última geração permite a detecção de centenas ou milhares de neurônios. Se você quiser entender a neurofisiologia na base da célula individual, precisamos desenvolver sensores com espaçamento de algumas dezenas de nanômetros, que tem cerca de um centésimo do tamanho de um neurônio e está na mesma escala de suas conexões sinápticas, " ele disse.

p A instalação de feixe de elétrons está aberta para negócios

p O novo gravador de feixe de elétrons Vistec Litografia EBPG5200 da UC San Diego está disponível para uso por pesquisadores do campus, bem como parceiros da indústria e de pesquisa. O escritor e-beam, usado para nanofabricação e microfabricação é uma nova adição às instalações Nano3 do Instituto Qualcomm, que fornece um ambiente sinérgico para pesquisas fundamentais e esforços de desenvolvimento em nanoescala com foco na nanociência, nanoengenharia e nanomedicina. Além de fornecer recursos essenciais de nanofabricação para pesquisa em materiais e dispositivos eletrônicos e fotônicos, Nano3 facilita a busca de pesquisas em emergentes, campos interdisciplinares e de rápido crescimento, como dispositivos biomédicos e bioquímicos, dispositivos e circuitos eletrônicos e fotônicos monolíticos e heterogêneos integrados, e tecnologia de sensor.

p O novo escritor de feixe eletrônico permite que os pesquisadores escrevam recursos finos em uma escala de menos de 8 nanômetros, sobre uma grande área de superfície de até 8 polegadas. O desafio de escrever sobre grandes campos com feixes de elétrons é que o feixe de elétrons pode se tornar maior e difuso, distorcendo as características do padrão. Contudo, o EBPG5200 tem capacidade de foco eletromagnética superior para feixes de elétrons extremamente estreitos em campos de gravação 1x1 mm2 e uma alta precisão de costura, que permite que recursos ultraescalonados sejam escritos não apenas em amostras de escala de pesquisa, mas também em wafers comerciais e de produção.