استفاده از میدان مغناطیسی برای آرایش ماسک‌های لیتوگرافی

اخیراً محققان آمریکایی و سنگاپوری یک ماسک لیتوگرافی نانوساختار قابل تنظیم ساخته‌اند که از نانوذرات خودآرا تشکیل می‌شود. این محققان توانستند از میدان مغناطیسی برای کنترل آرایش نانوذرات، و در نتیجه شکل ماسک استفاده کرده و...

روش‌های نانوساخت به طور معمول به دو دسته تقسیم می‌شوند:

• راهکار بالا به پایین که در آن یک فرایند لیتوگرافیک با استفاده از یک ماسک ساختار مورد نظر را الگودهی می‌کند؛

• راهکار پایین به بالا که در آن اجزای اولیه خودآرایی کرده و اشکال هندسی عملکردی را ایجاد می‌کنند.

هر یک از این روش‌های مزایایی خاصی دارند: در روش‌های لیتوگرافی کنترل بهتری روی الگو وجود دارد و فرایندهای خودآرایی مقرون به صرفه‌تر هستند. حال یک روش ترکیبی توسعه یافته است که امید می‌رود از مزایای هر دو روش بهره‌مند شود.

SAFLi-لیتوگرافی فروسیال خوآرا

اخیراً محققان آمریکایی و سنگاپوری یک ماسک لیتوگرافی نانوساختار قابل تنظیم ساخته‌اند که از نانوذرات خودآرا تشکیل می‌شود. این محققان توانستند از میدان مغناطیسی برای کنترل آرایش نانوذرات، و در نتیجه شکل ماسک استفاده کرده و شکل‌های مختلفی را الگودهی کنند. این راهکار جدید می‌تواند راه را برای توسعه ابزارهای نانوتولید مقرون به صرفه، مقیاس‌پذیر و چندکاره باز کند.

در این راهکار جدید که لیتوگرافی فروسیال خودآرا (SAFLi) نامیده می‌شود، از نانوذرات اکسید آهن به قطر حدود 10 نانومتر در یک محلول سیال استفاده می‌شود؛ این محلول که فروسیال نامیده می‌شود، به‌عنوان یک ماسک لیتوگرافی دینامیک عمل می‌کند. زمانی که یک میدان مغناطیسی خارجی به این ذرات پخش شده به صورت نامنظم در سیال اعمال می‌شود، آنها خودآرایی کرده و ساختارهای منظمی ایجاد می‌کنند.

در این سامانه که توسط این گروه از محققان پیشنهاد شده است، کانال‌های میکروسیالی موجود روی فیلم فتورزیستیو، فروسیال را محدود می‌کند و سپس این فیلم در معرض نور ماورای بنفش قرار می‌گیرد. ذرات آرایش یافته روی فیلم، جذب نوری بالایی داشته و به‌عنوان ماسک لیتوگرافی عمل می‌کنند و در نتیجه الگوی شکل گرفته را روی فیلم پلیمری منتقل می‌نمایند. با تنظیم میدان مغناطیسی خارجی، امکان کنترل الگوی آرایشی و در نتیجه شکل هندسی ایجاد شده وجود دارد.

این گروه از محققان توانسته‌اند با استفاده از این راهکار یک آرایه میکرونقطه‌ای با قابلیت تنظیم فاصله بین نقاط، و یک الگوی میکروحلقه‌ای به قطر 250 نانومتر ایجاد کنند. آنها تلاش خواهند کرد با استفاده از این روش الگوهای پیچیده‌تر با شکل‌های کوچک‌تر ایجاد کنند.

جزئیات این پژوهش در مجله Nanotechnology منتشر شده است.