Nová přesná technika molekulární výroby

Výroba zařízení na úrovní jednotlivých molekul je nutná pro plné využití možností nanotechnologie. Při výrobě mikroprocesorů jsme se téměř dostali na úroveň práce s molekulami. Nyní vědci objevili techniku, která by mohla přinést větší přesnost, i když zatím není schopna pracovat na úrovni atomů.

Jak funguje nový mikrotisk

Produktem nového mikrotisku jsou
zatím relativně široké proužky s množstvím vad
Credit: Nano Letters

Mikrotisk (v originále microdisplacement) je ve své podstatě razítkování. Máte razítko, jehož reliéf je tvořen vzorem o rozměrech mikrometrů. Na razítko nanesete látku, kterou chcete obtisknout, razítko přiložíte k podkladu a otiskne se vám vzor. Výhodou této metody je nenáročná příprava a nízké náklady, jelikož pro práci není nutné vakuum a stačí pouze očištění povrchu bezprostředně před otiskem. Problém klasického "mikrorazítkování" je v rozpití okrajů. Molekuly si na nich chodí téměř kam chtějí a mohou vznikat chyby.

Nový postup tyto chyby omezí. Na podklad se nejdříve nanese vrstva látky, která je k němu slabě přilnavá. Vědci pro tento účel navrhli speciální molekulu 1-Adamantanetiol, která na utvoří na podkladu krystalickou (hcp – šesterečná těsně uspořádaná mřížka) vrstvu. Když se razítko dotkne vrstvy, molekuly "barviva" na razítku, vytlačí slabě držené molekuly z povrchu a zaujmou jejich místo. Bude možné experimentovat s různými podkladovými vrstvami, abychom dosáhli co nejlepších výsledků. Výhodné je, že můžeme kombinovat nanášení více materiálů různými razítky na jednu podkladovou vrstvu bez extrémních nároků na přesnost jejich umístění. Stačí nanášet materiály v pořadí podle "přilnavosti" k podkladu od nejslabší po nejsilnější. Molekuly s větší přilnavostí vždy mohou vytlačit část molekul z předchozí vrstvy a při zachování výhody ostrých kontur.

Důležitost objevu a využití

Zvětšit
Schéma vylepšeného průběhu mikrotisku
Credit: Nano Letters

Objev může mít velký význam pro další miniaturizaci výroby mikroprocesorů. Dlouho Intel sliboval 60-ti nanometrovou technologii výroby, nakonec dospěl jen k 65-ti nanometrům. Je možné, že obdobná vylepšení už používá, jen se o tom příliš neví. Na obrázcích výsledku nového mikrotisku se objevují čáry o šířce stovek nanometrů, které by se Intelu příliš nehodily. Navíc se při výrobě procesorů používá spíše metod fotolitografie, takže nelze hovořit o snadném vylepšení stávajících výrobních postupů.

Větší využití předpokládám v takzvané lab-on-a-chip, tedy specializované laboratoři o velikosti mikročipu, kde je např. pro vyhodnocení chemického složení látky nutná přítomnost více materiálů, než jen jednoduchých sloučenin křemíku. A snadná levná výroba mikrolaboratoří by znamenala stejný technologický skok, jako byl přechod od sálových počítačů k osobním.