Исследователи Оксфордского университета в Великобритании разработали технологию получения из субстрата отдельных элементов нанопроволоки и последующего их точного позиционирования на будущем чипе. Об этом сообщает портал Nanowerk. Перевод основных положений публикации представлен изданием Discover24.
В научной публикации Small «Универсальная самоустанавливающаяся сборка для нанопроводов» группа исследователей из отдела материалов Оксфордского университета под руководством профессора Хариша Бхаскарана представила прорывный метод, позволяющий извлекать отдельные нанопроволоки из субстрата для выращивания и размещать их практически на любой платформе с субмикронной точностью.
В инновационном методе используются новые инструменты, в том числе ультратонкие нити из полиэтилентерефталата (ПЭТ) с коническими наноразмерными кончиками, которые применяются для захвата отдельных нанопроволок. В таком мелком масштабе адгезионные силы Ван-дер-Ваальса (силы притяжения, возникающие между атомами и молекулами) заставляют нанопроволоки «прыгать» в контакте с наконечниками.
Далее нанопроволоки переносят на прозрачный куполообразный эластичный штамп, закрепленный на предметном стекле. Затем этот штамп переворачивается вверх дном и выравнивается с будущим чипом устройства, после чего нанопроволока аккуратно печатается на его поверхности.
Осажденные нанопроволоки показали сильные адгезивные свойства, оставаясь на месте, даже когда устройство было погружено в жидкость. Исследовательская группа также смогла поместить нанопроволоки на хрупкие подложки, такие как ультратонкие 50-нанометровые мембраны, продемонстрировав универсальность новой техники штамповки.
Кроме того, исследователи использовали этот метод для создания оптомеханического датчика (инструмента, который использует лазерный свет для измерения вибраций), который был в 20 раз более чувствительным, чем существующие устройства.
Нанопроволоки – материалы диаметром в 1000 раз тоньше человеческого волоса и обладающие потрясающими физическими свойствами – могут обеспечить значительные достижения во многих различных областях, от сбора энергии и датчиков до информационных и квантовых технологий. В частности, их мизерный размер может позволить разработку транзисторов меньшего размера и миниатюрных компьютерных микросхем.
Однако основным препятствием для реализации всего потенциала нанопроводов была невозможность точного позиционирования их внутри устройств. Большинство технологий производства электронных устройств не рассчитаны на условия, необходимые для выращивания нанопроводов.
Сейчас нанопроволоки выращивают на отдельной подложке, а затем механически или химически переносят в устройство. Однако во всех существующих методах переноса нанопроволоки располагаются на поверхности чипа в основном случайным образом, что ограничивает их применение в коммерческих устройствах.
«Возможность производителям чипов включать нанопроволоки в существующие платформы на кристалле, будь то электронные или фотонные, открывает для них улучшенные свойства, которые до сих пор были недостижимы. Кроме того, новый метод может быть полностью автоматизирован, что делает возможным полномасштабное производство высококачественных чипов с интегрированными нанопроволоками», – отметил научный сотрудник факультета материалов Оксфордского университета Утку Эмре Али, ведущий разработчик нового техпроцесса.