Nanobrücken weisen den Weg zur Nano-Massenproduktion

Nanobrücken weisen den Weg zur Nano-Massenproduktion

Video: Developing a Fundamental Understanding of Nanoparticle Compression Behavior (April 2020).

Anonim

Sie sehen aus wie eine elegante Reihe von Säulen, winzig genug für Verstecken auf atomarer Ebene, aber diese Kolonnaden stellen einen neuen Weg dar, die Nanotechnologie in die Massenproduktion zu bringen.
Nanotechnologie, die Fähigkeit, Strukturen und Materialien im atomaren Maßstab zu erzeugen und damit zu arbeiten, verspricht extreme Miniaturisierung für Elektronik, chemische Sensoren und medizinische Geräte. Obwohl Forscher winzige Siliziumdrähte erstellt und einzeln miteinander verbunden haben, können diese Methoden nicht einfach erweitert werden.

"Es dauert Wochen, bis ein oder zwei Exemplare hergestellt sind, und am Ende haben Sie unterschiedliche Größen und Eigenschaften", sagte M. Saif Islam, Assistenzprofessor für Elektro- und Computertechnik, der 2004 von Hewlett-Packard Laboratories zu UC Davis wechselte.

Wie bei handgefertigten Schuhen kommt jede manuell zusammengesetzte Nanostruktur etwas anders heraus. Ingenieure bauen Geräte lieber so, wie Autos oder Computer gebaut werden, wobei jedes Element so konsistent wie möglich ist.

Während ihrer Arbeit in der Quantum Science Research Group der Hewlett-Packard Laboratories haben Islam und Kollegen einen neuen Ansatz gefunden. Siliziumwafer, die für den Bau von Mikroschaltungen verwendet werden, werden normalerweise in einem bestimmten Winkel zu den Atomebenen von Silizium poliert. Stattdessen verwendete die Gruppe einen Wafer, der in einem anderen Winkel poliert wurde, wodurch die Ausrichtung der Siliziumatomebenen zur Oberfläche verändert wurde. Unter Verwendung einer chemischen Gasphasenabscheidungstechnik könnten sie dann identische senkrechte Siliziumsäulen züchten.

Die Forscher haben diese Methode verwendet, um "Nanobrücken" über eine Lücke zwischen zwei vertikalen Siliziumelektroden zu züchten. Die Nanobrücken sind stark, chemisch stabil und weisen bessere elektrische Eigenschaften auf als frühere Ansätze, so der Islam. Sie könnten für Transistoren in Nanogröße, chemische Sensoren oder Laser verwendet werden.

Islam und seine Kollegen von Hewlett-Packard gingen noch einen Schritt weiter und stellten Sandwiches aus Silizium und Isolator her. Die oberste Schicht wurde teilweise weggeätzt, um markisenförmige Strukturen aus Silizium zu schaffen, die vom Isolator getragen wurden. Unter den Markisen gewachsene Silikonsäulen bilden Miniaturkolonnaden.

Die Methode ermöglicht es Ingenieuren, Nanodrähte mit präziser Länge mit anderen Siliziumstrukturen wie integrierten Schaltkreisen zu kombinieren.

An der UC Davis plant der Islam, die Technologie weiter in praktische Geräte umzuwandeln. Über die "Nanobridge" -Technik wurde zuletzt in der März-Ausgabe 2005 der Zeitschrift Applied Physics Part A berichtet. Die Nanokolonnadenarbeit wurde am 1. April auf der Frühjahrstagung der Materials Research Society in San Francisco vorgestellt.

Quelle: UC Davis