Un equipo de las universidades de Penn State y Southwest Jiaotong y la Universidad de Tsinghua en China ha desarrollado un método preciso y libre de químicos para grabar características a nanoescala en obleas de silicio.
En la litografía estándar, se deposita una película fotosensible en una oblea de silicio y se usa un patrón llamado máscara para exponer ciertas partes de la película. Luego, los productos químicos, como una solución de hidróxido de potasio, graban patrones en el silicio.Se requieren pasos adicionales para alisar la superficie rugosa.
Los investigadores de la Universidad Penn State y Southwest Jiaotong desarrollaron un proceso de un solo paso completamente diferente, libre de químicos y máscaras. Frotaron ligeramente la punta redondeada de sílice de un instrumento llamado microscopio de sonda de barrido a través de un sustrato de silicio: el materialbase utilizada típicamente para fabricar dispositivos electrónicos. Cuando se expone al vapor de agua en el aire, la capa superior de silicio forma enlaces con la punta de la sonda de exploración, y una sola capa de átomos se desliza a medida que la sonda se mueve a través del silicio.los átomos a continuación no participan en la reacción química, están completamente intactos.
"Es realmente una idea bastante única", dijo Seong Kim, profesor de ingeniería química, Penn State. "Es una llamada reacción triboquímica. A diferencia de las reacciones químicas causadas por el calor, la luz o los campos eléctricos, que son ampliamente estudiados,las reacciones químicas estimuladas mecánicamente son menos entendidas "
El mecanismo de eliminación se inicia cuando el silicio se expone al aire y la capa atómica superior de átomos de silicio reacciona con las moléculas de agua para formar enlaces de silicio-oxígeno-hidrógeno. Luego, la superficie de óxido de silicio de la punta forma un óxido de silicio-siliciose adhiere a la superficie del sustrato bajo la fuerza de corte de la punta en movimiento. Esto facilita la eliminación del átomo de silicio de la superficie superior del sustrato.
Kim cree que las personas en nanofabricación que están tratando de reducir el tamaño de las características del dispositivo a dimensiones de escala atómica podrían encontrar útil esta técnica
"El grabado de capa atómica puede proporcionar la resolución de profundidad que a las personas les gustaría obtener sin el uso de capas de sacrificio y productos químicos agresivos", dijo.
Este tipo de método de diseño es demasiado lento para la microfabricación ahora, Kim reconoció. Sin embargo, los investigadores podrían usarlo para crear una plataforma para probar dispositivos electrónicos y microelectromecánicos con características en la escala de Angstrom o de un solo átomo, mucho más pequeños que los dispositivos actuales.Al menos una empresa, IBM, ha experimentado con múltiples conjuntos de sondas que podrían conducir a patrones de dispositivos a gran escala.
"Nuestro proceso podría combinarse con su proceso para ampliar", dijo Kim. "Esta es la parte científica inicial. Una vez que vemos la ciencia, se pueden explorar muchas posibilidades. Por ejemplo, creemos que esta técnica funcionarácon otros materiales más allá del silicio "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Original escrito por Walt Mills. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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