Теперь, используя в своих интересах германиевую вафлю, покрытую слоем фактически чистого графена – лист углерода устроил всего один толстый атом – команда инженеров из Висконсинского университета в Мадисоне и Чикагского университета разработала более простой, восстанавливаемый и менее дорогой производственный подход, используя направленную самосборку.Направленная самосборка – крупномасштабная, нанокопирующая техника, которая может повысить плотность образцов схемы и обойти некоторые ограничения обычных литографских процессов для печати схем на вафлях полупроводников, таких как кремний.Инженер-электрик Зэнкиэнг «Джек» Ма и материаловед Майкл Арнольд из Висконсинского университета в Мадисоне, инженер-химик Пол Нили из Чикагского университета и их студенты издали детали прогресса в выпуске 16 августа журнала Scientific Reports.Их работа могла означать повышение функциональности для полупроводниковой электроники и в способности к хранению данных.
Чтобы достигнуть невероятно крошечного размера, требуемого для схемы в будущей полупроводниковой электронике, производители развивают направленную самосборку, которая позволяет фальсификацию запутанных, отлично заказанных образцов полимера для схемы.Для направленной самосборки исследователи используют обычные химические методы, чтобы определить предварительный образец. Когда цепи молекул, известных как блоксополимеры, самособираются на предварительном образце, они следуют за образцом, чтобы сформировать упорядоченные особенности.
Новый метод исследователей намного быстрее, и сокращает количество шагов в процессе ко всего два: литография и плазменная гравюра.В первой демонстрации их техники исследователи использовали литографию электронного луча и умеренный метод гравюры плазмы, чтобы скопировать один атом массивные графеновые полосы на германиевой вафле. Тогда они покрытый вращением вафля с общим блоксополимером, названным polystyrene-block-poly (метакрулат метила).Когда нагрето, блоксополимер самособрался полностью всего за 10 минут – по сравнению с 30 минутами, используя обычные химические образцы – и с меньшим количеством дефектов.
Исследователи приписывают это быстрое собрание гладким, твердым, прозрачным поверхностям германия и графена.Их новый метод использует в своих интересах явление, названное умножением плотности. Исследователи использовали литографию электронного луча, чтобы сначала создать больший основной шаблон с редкими образцами, которые ведут ориентацию их блоксополимеров.Когда они направили блоксополимер, чтобы самособраться, он сделал настолько способом, который увеличил разрешение оригинального шаблона – в этом случае фактором 10.
Лучшее предыдущее улучшение умножением плотности было фактором четыре.В то время как образец полосы был простой демонстрацией их техники, исследователи также показали, что это работает с более архитектурно сложными или неправильными образцами, включая тех с резкими изгибами на 90 градусов.«Эти шаблоны предлагают захватывающую альтернативу традиционным химическим образцам, состоявшим из циновок полимера и щеток, поскольку они обеспечивают более быструю кинетику собрания и расширяют окно обработки, также предлагая инертное, механически и химически прочный, и однородный шаблон с хорошо определенными и острыми материальными интерфейсами», говорит Нили.Техника позволяет им объединить однородность и более простую обработку традиционных «нисходящих» литографских методов с преимуществами «восходящего» собрания и большего умножения плотности, и предлагает многообещающий маршрут для крупномасштабного производства по значительно уменьшенной стоимости.
«Используя этот атом массивный графеновый шаблон никогда не делался прежде. Это – новый шаблон, чтобы вести самосборку полимеров», говорит Ма. «Это совместимо с массовым производством.
Мы открыли дверь в еще меньшие особенности».