Разработан новый метод создания 3D наноструктур

Технология значительно упрощает и удешевляет изготовление трёхмерных объектов в наномасштабе.

В настоящее время 3D-нанообъекты можно изготавливать двумя способами — «сверху вниз» и «снизу вверх». В настоящее время 3D-нанообъекты можно изготавливать двумя способами — «сверху вниз» и «снизу вверх».

Первый — оптическая литография с применением фазосдвигающих масок (специальных плоских шаблонов, по которым распределяется свет на слое фоторезиста). Этот метод требует сверхточных масок, на производство которых уходит много времени и сил.



Наноструктура, полученная с помощью новой методики: вид сверху и сбоку в разных масштабах (фото Chih-Hao Chang).

Другая технология предполагает использование самоорганизующихся коллоидных наночастиц, которые формируют шаблонную структуру. Её можно модифицировать, либо напыляя дополнительные частицы (например, осаждением из паровой фазы), либо вытравливая лишние. Здесь главную проблему представляет возможность ошибки в процессе «сборки» шаблона, поскольку малейший дефект отразится на всём объекте.

Группа учёных под руководством Чи-Хао Чана из Массачусетского технологического института (США) предлагает комбинировать оба подхода. Вначале можно вырастить маску из коллоидных наночастиц на подложке, а затем использовать её в литографии. Каждая наночастица в этом случае действует как крошечная линза, фокусирующая световой луч. Интенсивность последнего зависит от местоположения частицы и её соседей.

Как отмечает г-н Чан, таким методом можно создавать всевозможные формы — как простые отверстия, так и комплексные «узоры», причём с меньшими затратами и за более короткий срок. Кроме того, слои не обязательно должны быть идентичными друг другу.

Области применения технологии довольно обширны — от фотонных кристаллов до фильтрующих наномембран.

Результаты работы опубликованы в статье:

C.-H. Chang, L. Tian, W. R. Hesse, H. Gao, H. J. Choi, J.-G. Kim, M. Siddiqui and G. Barbastathis From Two-Dimensional Colloidal Self-Assembly to Three-Dimensional Nanolithography. – 2011, 11 (6), pp 2533–2537; DOI: 10.1021/nl2011824.

Источник