Onderzoekers van de Universiteit van Utah hebben een op vezels gebaseerd lichtmodulerend systeem ontwikkeld dat polymeerprinten en kwantumgolfoptica combineert, het aanbieden van een nieuw lithografieplatform.

De unieke voordelen van de voorgestelde microfabricagemethode zijn onder meer snel direct schrijven van herbruikbare maskers, extreem lage proceskosten, en schaalbaarheid, en deze voordelen zullen een niche-lithografieoplossing opleveren die kan worden geplaatst tussen het parallelle maskergebaseerde lithografieproces en het seriële maskerloze lithografieproces. Het onderzoek, geleid door Jiyoung Chang, assistent-professor in U van Utah's werktuigbouwkunde, wordt gepubliceerd in het tijdschrift, ACS toegepaste materialen en interfaces .

Lithografie speelt een cruciale rol in wetenschappelijk onderzoek, vooruitstrevende productie evenals de halfgeleiderindustrie. Echter, state-of-the-art lithografiemethoden vereisen nog steeds toegang tot dure gereedschappen en faciliteiten. Aanvullend, er is een gebrek aan tools en NanoFab in de wereld; toegankelijkheid en bruikbaarheid zijn laag. Dus, het ontwikkelen van nieuwe lithografie tegen lage kosten met fab-free processen is wenselijk.

Als onderdeel van het werk, het team combineerde twee belangrijke componenten:een optisch dubbelbrekend effect waardoor de fase van invallende ultraviolette (UV) elektromagnetische velden wordt gemoduleerd wanneer ze door optisch anisotrope media gaan, en semi-kristallijne polymere microvezels met een patroon in programmeerbare vorm met behulp van near-field electrospinning. Door het dubbelbrekende effect te implementeren in eendimensionale (1-D) vezels, de onderzoekers creëerden reproduceerbare maskers. Wanneer geplaatst tussen twee lineaire polarisatoren die loodrecht op elkaar staan, alleen de UV-golven die door de vezels gaan, kunnen de fotoresistor bereiken.

"Optisch dubbelbrekingseffect kan de structuur van licht in fase veranderen. Hoewel dubbelbreking is gebruikt in toepassingen die meestal in de tweedimensionale ruimte hebben bestaan, zoals een liquid-crystal-display en polarimetrie, we versterken het optische fenomeen door het vezelachtige selectieve belichtingssysteem, " zei Dr. Jonghyun Kim, een postdoctoraal onderzoeker in de Applied Materials Division van Argonne National Laboratory.

De onderzoekers hebben met succes de belangrijkste kenmerken van lithografie aangetoond, inclusief rechte, gebogen, reeks, en 0-D naar 2D-isolaties met behulp van 1-D-vezels, evenals multi-uitlijningen zonder uitlijnmarkeringen. Het hele proces, inclusief het maken van vezels, reproduceerbare UV-blootstelling en uitlijningen, wordt uitgevoerd in een systeem op tafelschaal zonder de noodzaak van een cleanroom-faciliteit. Onderzoekers ontwikkelen nu systemen voor patronen op nanoschaal.

"Wij geloven dat deze technologie zal voldoen aan de behoefte aan een betrouwbare, schaalbaar, en betaalbare lithografische methode, ' zei Kim.