РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ИНСТИТУТ ХИМИИ TBEPДОГО ТЕЛА
   
| | | | |
| | | |
 11.04.2006   Карта сайта     Language По-русски По-английски
Новые материалы
Экология
Электротехника и обработка материалов
Медицина
Статистика публикаци


11.04.2006

Наносистемы Массовая технология производства 3D наноструктур за один проход нанолитографии


By: Свидиненко Юрий (Svidinenko) 2006.04.10

Двухфотонная нанолитография
Двухфотонная нанолитография

Массовая технология производства 3D наноструктур за один проход нанолитографии


Ученые из Иллинойского университета а Национальной лаборатории Аргонны, США, разработали простой метод двухфотонной субволновой нанолитографии, позволяющий создавать трехмерные наноструктуры на сравнительно большой (по микромасштабам) площади. 


"Двухфотонная литография, как оказалось, - мощный инструмент. С ее помощью мы смогли создать ряд одинаковых матриц параллельных наноструктур, - говорит Джон Роджерс из Иллинойского университета. - Обычно в двухфотонной литографии необходимо проводить постоянное сканирование и фокусировку луча для получения 3D наноструктур. Предложенная нами технология уходит от ненужных повторений, позволяя производить большое количество наноструктур за короткий промежуток времени".


Как утверждают ученые, этот новый метод "быстрой и массовой" двухфотонной нанолитографии позволит изготавливать матрицы наноструктур общей площадью до квадратного метра!


"Чувствительный фотополимер выдерживается вблизи от поверхности фазовой маски, поэтому отпадает необходимость распределять и фокусировать лучи для получения 3D наносистемы. Поэтому параллельных шаблонов может быть большое количество" - объясняет Джон. 


В качестве источника фотонов ученые использовали Ti:сапффировый лазер с частотой 1kHz, длиной волны - 810 нм. С его помощью генерировалась маска диаметром 600 микрон с частотой развертки 120 импульсов в секунду энергией микроДж. Пиковая интенсивность лазера ~0.7 ТВт*см-2, так как это достаточная для двухфотонной литографии интенсивность луча. 


Пропуская эти импульсы через фазовую маску, находящуюся над фотополимером, ученые получили 3D распределение интенсивности луча по объему фотополимера, хотя фазовая маска была двумерной геометрии.



Рис 1. СТМ изображения наноструктур, изготовленных по двухфотонной нанолитографии


Ученые получили разные наноструктуры, изменяя время экспозиции. Так, для выдержки 120 и 240 секунд, были получены разные концентрации фотокатализатора в полимере. Затем полимер при определенной температуре (65 °C) помещают в специальный растворитель, что приводит к удалению остатков полимера, оставляя на поверхности матрицу необходимых наноструктур.


Для сравнения, Роджерс и его коллеги решили использовать тот же метод в однофотонной литографии (лазер с длиной волны 355 нанометров).Однако результаты были не такими точными, как в предыдущем технологическом процессе. Оптическая микроскопия показала, что двухфотонная литография способна производить контрастные наносистемы, в то время, как однофотонная на это неспособна.


При изготовлении маски команда основывалась на результатах векторного моделирования оптических свойств луча, поэтому распределение необходимой интенсивности света на фотополимере было не случайным. Другими словами - ученые заранее изготовили именно такой шаблон, с помощью которого получится необходимые трехмерные наносистемы.



Рис 2. СТМ изображения наноструктур, изготовленных по двухфотонной нанолитографии с другой фазовой маской)


Однако проблемы при моделировании маски для заданных наноструктур все же остаются. Для их решения необходимо разработать специальное программное обеспечение, которое бы производило реверсивное моделирование маски по наноструктуре, которую надо получить. Пока эта задача не решена, и для получения необходимой матрицы ученым приходится провести ряд довольно сложных расчетов.


"Я считаю, что разработка ПО - не такая сложная задача, и мы со временем справимся и с этим. Представьте себе, какой это будет мощный инструмент в руках инженеров - можно будет штамповать любые 3D-наноструктуры заданной точности не отходя от монитора компьютера. И, в результате, получить не единичный результат, а огромные (по меркам наномира) матрицы".


Использование наноструктур и технологии их получения ограничено только воображением ученых. Например, наножидкостные системы получат новое дыхание с приходом в лаборатории больших наноструктурных матриц. появится возможность делать многофункциональные жидкостные компьютеры и сложные биочипы. И это только одно из применений матриц.


"Кроме матриц наноструктур мы можем создавать наночастицы практически любой формы и размера",- говорит Роджерс.

Источник:



1. 1. CNEWS: Создание жидкостных компьютеров не за горами



Дизайн и программирование N-Studio 
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
  • Chen Wev .  honorary member of ISSC science council

  • Harton Vladislav Vadim  honorary member of ISSC science council

  • Lichtenstain Alexandr Iosif  honorary member of ISSC science council

  • Novikov Dimirtii Leonid  honorary member of ISSC science council

  • Yakushev Mikhail Vasilii  honorary member of ISSC science council

  • © 2004-2019 ИХТТ УрО РАН
    беременность, мода, красота, здоровье, диеты, женский журнал, здоровье детей, здоровье ребенка, красота и здоровье, жизнь и здоровье, секреты красоты, воспитание ребенка рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок медицина, клиники и больницы, болезни, врач, лечение, доктор, наркология, спид, вич, алкоголизм православные знакомства, православный сайт творчeства, православные рассказы, плохие мысли, православные психологи рождение ребенка,пол ребенка,воспитание ребенка,ребенок дошкольного возраста, дети дошкольного возраста,грудной ребенок,обучение ребенка,родить ребенка,загадки для детей,здоровье ребенка,зачатие ребенка,второй ребенок,определение пола ребенка,будущий ребенок