Методика лаборатории Райса химика Джеймса Тура основана на его открытии, что мениск — извилистая поверхность воды на краю — может быть эффективной маской для создания нанопроволок.Команда Райс из Тура и аспиранты Вера Абрамова и Александр Слесарев создали нанопровода шириной от 6 до 16 нанометров из кремния, диоксида кремния, золота, хрома, вольфрама, титана, диоксида титана и алюминия. Они также сделали поперечные структуры из проводящих нанопроволок из одного или нескольких материалов.Статья об их технике, называемая литографией с маской мениска, была опубликована в Интернете в журнале Американского химического общества Nano Letters.
Этот процесс многообещающий для полупроводниковой промышленности, так как он направлен на уменьшение размеров схем. Современное производство интегральных схем позволяет использовать сигнальные провода длиной около 10 нанометров, видимые только в мощные микроскопы. Это пути, которые соединяют миллиарды транзисторов в современных электронных устройствах.«Это может иметь огромные последствия для производства микросхем, так как провода легко сделать до размеров менее 10 нанометров», — сказал Тур о процессе Райса. «В мире нет другого способа сделать это массово на поверхности».
Современные подходы к созданию таких крошечных проводов идут несколькими путями. Литография, стандартный метод травления интегральных схем, приближается к физическим пределам своих возможностей по их дальнейшему сжатию. Также возможен массовый синтез полупроводниковых и металлических нанопроволок, но их сложно разместить в интегральных схемах.Склонность воды прилипать к поверхностям превратилась из раздражения в преимущество, когда исследователи Райса обнаружили, что могут использовать ее в качестве маски для создания узоров.
Молекулы воды собираются там, где приподнятый узор присоединяется к целевому материалу, и образуют изогнутый мениск, созданный поверхностным натяжением воды.Процесс мениска-маски включает добавление, а затем удаление материалов в последовательности, которая в конечном итоге оставляет мениск, покрывающий провод, и поднимается на боковую стенку жертвенной металлической маски, которая при вытравливании оставляет нанопроволоку стоять в одиночестве.Тур сказал, что этот процесс должен осуществляться с использованием современных технологий производства без каких-либо модификаций существующего оборудования и минимальных изменений в протоколах производства. Никаких новых инструментов или материалов не требуется.
Тур — это T.T. и W.F. Кафедра химии Чао, а также профессор материаловедения, наноинженерии и информатики, а также член Института наноразмерных наук и технологий им.
Ричарда Смолли Райса.Управление научных исследований ВВС поддержало исследование.