Nanotechnologie en nanowetenschap worden mogelijk gemaakt door nanofabricage. Elektronenstraallithografie (EBL), die patronen maakt tot enkele nanometers, is een van de fundamentele pijlers van nanofabricage. In het afgelopen decennium, aanzienlijke vooruitgang is geboekt in op elektronenstralen gebaseerde nanofabricage, zoals de opkomende ijslithografie (IL) technologie, waarin dunne ijsfilms worden gebruikt als resists en van een patroon worden voorzien door een gefocusseerde elektronenstraal. Het hele proces van IL-nanofabricage is duurzaam en gestroomlijnd omdat spincoating en chemische ontwikkelingsstappen die gewoonlijk nodig zijn voor EBL-resists, overbodig zijn.

Een nieuwe recensie "Ice lithography for 3D nanofabrication" door Prof. Min Qiu aan de Westlake University is gepubliceerd in Wetenschapsbulletin . In deze recensie, de auteurs presenteren de huidige status en toekomstperspectieven van ijslithografie (IL). Verschillende ijsweerstanden en IL-instrumentontwerp worden ook geïntroduceerd. Speciale nadruk wordt gelegd op de voordelen van IL voor 3D-nanofabricage.

De IL-technologie werd voor het eerst voorgesteld door de Nanopore-groep aan de Harvard University in 2005. Waterijs is de eerste geïdentificeerde ijsweerstand voor IL, en het is tot nu toe nog steeds de enige lithografie-resist met positieve toon. Zoals getoond in Fig.1, waterijs wordt gemakkelijk verwijderd binnen het blootstellingsgebied van de elektronenstraal. Organisch ijs gecondenseerd uit eenvoudige organische moleculen, zoals alkanen, demonstreert een negatief-resist-achtig vermogen, wat betekent dat alleen blootgestelde patronen op het substraat achterblijven nadat het monster tot kamertemperatuur is verwarmd.

IL-onderzoek staat nog in de kinderschoenen, en deze methode heeft al grote voordelen opgeleverd bij efficiënte 3D-nanofabricage. Anders dan spincoating van EBL-resist, ijsweerstanden zijn in staat om alle toegankelijke vriesoppervlakken van het monster te coaten tijdens ijsafzetting. Daarom, IL kan monsters met niet-platte en onregelmatige oppervlakken verwerken, zoals patronen op AFM-sondes, en patroon op een kleine en fragiele nanostructuur, zoals gesuspendeerde enkelwandige koolstofnanobuizen. Profiteren van de zeer lage gevoeligheid van waterijs, IL maakt het mogelijk om in situ nanostructuren onder de ijsweerstand te observeren door middel van SEM-beeldvorming. Deze functie verbetert niet alleen de nauwkeurigheid van de uitlijning, maar vereenvoudigt ook de verwerkingsstappen bij het fabriceren van 3D-gelaagde nanostructuren.

Aangezien geavanceerd onderzoek en ontwikkeling van instrumenten essentieel is voor het bevorderen van de IL-technologie, deze review bespreekt ten slotte de evolutie van IL-instrumenten en biedt een duidelijke leidraad voor de constructie van een specifiek IL-instrument. Met de ontdekking van nieuwe functionele ijsweerstanden in de toekomst, Er wordt verwacht dat meer geavanceerde en interdisciplinaire onderzoeken de mogelijkheden van IL zullen benutten.