(PhysOrg.com) -- IBM Research in Zürich heeft een nieuwe patroontechniek op nanoschaal gedemonstreerd die elektronenstraallithografie (EBL) zou kunnen vervangen. De demonstratie sneed een driedimensionaal model op schaal van 1:5 miljard van de Matterhorn, een 4, 478 meter hoge berg liggend op de grens tussen Italië en Zwitserland, om te laten zien hoe hun techniek voor een aantal toepassingen kan worden gebruikt, zoals het maken van lenzen op nanoschaal op siliciumchips voor het dragen van optische circuits op een schaal die zo klein is dat elektronische circuits inefficiënt zijn.

EBL (ook wel e-beam lithografie genoemd) gebruikt een gefocusseerde elektronenbundel om patronen op micro- of nanoschaal te etsen in een substraat dat is bedekt met een film (de resist) die gevoelig is voor de elektronen. Het werd oorspronkelijk ontwikkeld voor het vervaardigen van geïntegreerde schakelingen.

Het 25 nanometer (nm) hoge model van de berg werd in ongeveer drie minuten gebeeldhouwd uit een glasachtig organisch materiaal met behulp van een 500 nm lange en 5 nm dikke siliciumscansonde die gedurende enkele microseconden tot boven 330°C werd verwarmd - lang genoeg om waterstofbruggen in het materiaal te verbreken zonder andere bindingen te verbreken. De sonde was bevestigd aan een flexibele cantilever die het substraat kan scannen met een nauwkeurigheid van 1 nm. De sonde werkt als een microscopische freesmachine die lagen van het substraat door warmte en kracht verwijdert.

De demonstratie maakte ook een reliëfkaart van de wereld van 22 bij 11 micrometer. Volgens het IBM-persbericht is de schaal van de kaart zo klein 1, 000 van hen kunnen worden getrokken op een enkele korrel zout. IBM zegt dat de huidige technologie tot 15 nanometer kan gaan, maar in de toekomst zou het nog kleiner kunnen worden.

Op die schaal zou IBM's techniek EBL kunnen vervangen, die 80 tot 90% meer kost en langzamer is. Volgens Michel Despont een IBM-fysicus en co-auteur van het onderzoekspaper, de techniek heeft minder processen nodig dan EBL, en het feit dat het kan worden gebruikt om structuren in 3D te maken, betekent dat het kan worden gebruikt voor toepassingen waar nog niemand aan heeft gedacht.

In hun krant gepubliceerd in de Wetenschap logboek, de IBM-onderzoekers zeggen dat ze van plan zijn de techniek te gebruiken om metamaterialen te maken, optische componenten, voor het maken van prototypes van CMOS-nano-elektronicacomponenten, en voor het maken van sjablonen voor zelfassemblage van nanostaafjes of nanobuisjes. Despont zei dat het systeem ongeveer vijf jaar niet commercieel beschikbaar zou zijn, maar ze hopen het voor die tijd beschikbaar te maken voor universiteiten en onderzoekslaboratoria.

© 2010 PhysOrg.com