Os pesquisadores do Oak Ridge National Laboratory casaram a microscopia de íon-hélio com uma célula líquida da Protochips Inc. da Carolina do Norte para fabricar estruturas de platina extremamente puras a partir de um líquido. Um feixe de íons altamente focalizado passou por uma fina camada de uma solução precursora e causou uma reação química que depositou de forma controlada linhas de metal precioso de até 15 nanômetros. Crédito:Stephen Jesse, Laboratório Nacional de Oak Ridge
Pela primeira vez, uma equipe demonstrou uma técnica que cria minúsculos, formas metálicas precisas. Eles rasterizaram um feixe de um microscópio de íon hélio através de um precursor líquido para induzir reações químicas. As reações depositam localmente platina de alta pureza. Ao soletrar a sigla de seu laboratório nacional, eles formaram uma fita de apenas 15 nanômetros de diâmetro - mais estreita do que um vírus do resfriado.
A escrita direta do feixe de íons abre oportunidades de nanofabricação para melhorar a eletrônica, entrega de drogas, separações químicas, e outros aplicativos.
Os pesquisadores do Oak Ridge National Laboratory (ORNL) no Center for Nanophase Materials Sciences rasterizaram um feixe de íon hélio altamente focado através de uma fina camada de solução precursora, causando deposição de platina específica do local de uma maneira controlada.
Essa técnica de gravação direta permitiu a nanofabricação de fitas metálicas de alta pureza com apenas 15 nanômetros de largura - mais estreitas do que um vírus do resfriado. Este trabalho foi a primeira demonstração de nanofabricação de gravação direta usando um microscópio de feixe de íons para direcionar reações químicas em uma célula líquida, ou câmara ambiental encapsulando uma amostra em líquido. Não teria sido possível escrever diretamente estes altamente precisos, estruturas metálicas de alta pureza sem uma compreensão completa do experimento e da teoria.
Os cálculos no supercomputador Titan do ORNL e a análise dos dados do experimento e simulação permitiram aos pesquisadores compreender as interações dinâmicas entre os íons, sólidos, e líquidos essenciais para otimizar o processo. Por exemplo, os cientistas analisaram dados sobre nucleação e crescimento de nanopartículas adquiridos de filmes desses processos obtidos do microscópio e correlacionaram os resultados com simulações dinâmicas quânticas abrangentes.
Notavelmente, escrita direta com um precursor líquido contido, submetido a um feixe de íons que direcionou as reações químicas, permitiu a fabricação de nanoestruturas mais puras do que seria possível usando a deposição em fase gasosa.
