(Phys.org) -Recente experimenten hebben bevestigd dat een techniek die enkele jaren geleden is ontwikkeld door het National Institute of Standards and Technology (NIST) optische microscopen in staat kan stellen de driedimensionale (3D) vorm van objecten op nanometerschaal te meten resolutie - ver onder de normale resolutielimiet voor optische microscopie (ongeveer 250 nanometer voor groen licht). De resultaten zouden de techniek tot een nuttig instrument voor kwaliteitscontrole kunnen maken bij de vervaardiging van apparaten op nanoschaal, zoals microchips van de volgende generatie.

NIST's experimenten tonen aan dat Through-focus Scanning Optical Microscopy (TSOM) kleine verschillen in 3D-vormen kan detecteren, het onthullen van variaties van minder dan 1 nanometer in grootte tussen objecten met een diameter van minder dan 50 nm. Vorig jaar, simulatiestudies bij NIST gaven aan dat TSOM, in theorie, dergelijke onderscheidingen kunnen maken, en nu bevestigen de nieuwe metingen het in de praktijk.

"Tot nu toe, we hadden simulaties die ons aanmoedigden te geloven dat TSOM ons in staat zou stellen de 3D-vorm te meten van structuren die deel uitmaken van veel moderne computerchips, bijvoorbeeld, " zegt Ravi Attota van NIST, die een belangrijke rol hebben gespeeld in de ontwikkeling van TSOM. "Nutsvoorzieningen, we hebben bewijs. De bevindingen zouden nuttig moeten zijn voor iedereen die betrokken is bij het vervaardigen van apparaten op nanoschaal."

Attota en zijn co-auteur, Ron Dixson, eerst de grootte van een aantal objecten op nanoschaal gemeten met behulp van atomaire krachtmicroscopie (AFM), die de grootte op nanoschaal tot hoge nauwkeurigheid kan bepalen. Echter, de hoge kosten en relatief lage snelheid van de AFM maken het geen kosteneffectieve optie om de grootte van grote aantallen objecten te controleren, zoals nodig is voor industriële kwaliteitscontrole. TSOM, die optische microscopen gebruikt, is veel minder beperkend - en stelde de wetenschappers in staat om het soort onderscheid in grootte te maken dat een fabrikant zou moeten maken om ervoor te zorgen dat componenten op nanoschaal correct worden geconstrueerd.

Attota voegt eraan toe dat TSOM kan worden gebruikt voor 3D-vormanalyse zonder complexe optische simulaties, waardoor het proces eenvoudig en bruikbaar is, zelfs voor goedkope nanofabricagetoepassingen. "Het wegnemen van de behoefte aan deze simulaties is een andere manier waarop TSOM de productiekosten kan verlagen, " hij zegt.

Meer details over de TSOM-techniek en de toepassing ervan op 3D-elektronicaproductie zijn te vinden in dit verhaal, die betrekking heeft op de simulatiestudie van 2013.