據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，一個來自美國伊利諾斯大學(xué)厄本納-香檳分校、芝加哥大學(xué)、韓國漢陽大學(xué)等的科研小組開發(fā)出一種制作納米結(jié)構(gòu)的新方法，將“從上到下”的噴墨打印和“從下到上”的自組裝技術(shù)結(jié)合在一起，以一種“電噴”打印方式自動形成三維的超精細(xì)結(jié)構(gòu)，所造出的納米材料可用在半導(dǎo)體和磁存儲工業(yè)中。相關(guān)論文發(fā)表在9月出版的《自然·納米技術(shù)》上。
用聚合物、DNA、蛋白質(zhì)及其他“軟”材料制造納米結(jié)構(gòu)，在新型電子工業(yè)、診斷設(shè)備和化學(xué)傳感器中有很大潛力。但這些材料大部分都與光刻平印類的技術(shù)不相容，平印是集成電路的傳統(tǒng)工藝。研究小組利用一種自組裝材料——嵌段共聚物改進(jìn)了傳統(tǒng)光照平印工藝，使其也能用于“軟”材料領(lǐng)域。
研究小組在比利時的微電子研究中心（imec）制作出一種拓?fù)浼婊瘜W(xué)的花紋，分辨率達(dá)到100到200納米。然后返回伊利諾斯大學(xué)，以化學(xué)花紋為模板在上面沉積嵌段共聚物。共聚物就在模板的引導(dǎo)下自行組裝，形成了比模板花紋分辨率更高的花紋。
這種局部沉積嵌段共聚物的噴墨打印技術(shù)稱為電流動態(tài)打印或電噴打印，操作起來更像辦公室用的噴墨打印機(jī)。論文第一作者、伊利諾斯大學(xué)博士后瑟達(dá)·昂塞斯說，電噴打印能很自然地控制液體墨水，因此也能很好地控制納米管、納米晶體、納米線及其他納米材料的懸浮液花紋。“它不僅是一種特殊的高分辨率噴墨打印機(jī)，其理念是從噴嘴噴出原料流，打印幾百納米的花紋結(jié)構(gòu)。”
芝加哥大學(xué)分子工程研究所的保羅·尼萊說：“這一過程是利用噴墨打印技術(shù)，在基底上以高分辨率沉積不同的嵌段共聚物膠膜，因此非常適合用于設(shè)備的設(shè)計與制造上，能在一層上造出不同的維度結(jié)構(gòu)。各維度的花紋可以相同，也可以不同，由各范圍里的模板引導(dǎo)精確組裝。”
研究人員指出，打印出的納米結(jié)構(gòu)的分辨率還能進(jìn)一步提高到15納米。伊利諾斯大學(xué)材料科學(xué)與工程教授約翰·羅杰斯說，新技術(shù)可以用來制作納米材料的圖案結(jié)構(gòu)，并與現(xiàn)實設(shè)備結(jié)合起來。
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