Chế tạo linh kiện nano thành công bằng kính hiển vi điện tử
Tìm hiểu về máy biến áp - Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến áp
Tìm hiểu chung về Anten - Anten có chức năng và đặc trưng gì?
Phương pháp này tạo ra độ phân giải cao hơn nhiều so với các phương pháp chế tạo linh kiện nano khác, có thể được ứng dụng trong các ngành điện tử học nano, hay thao tác các hạt trên một con chip... Nhóm vừa công bố kết quả trên tạp chí NanoLetters.
Trong khoa học và công nghệ nano việc tạo ra các cấu trúc nano hoàn hảo, chất lượng cao đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Mặc dù đã có nhiều thành tựu khác nhau trong việc tạo ra các cấu trúc nano, nhưng việc chế tạo, thao tác các cấu kiện nhỏ vẫn còn gặp nhiều khó khăn.
Ví dụ như công nghệ phổ biến hiện nay là quang khắc chùm điện tử (e-beam lithography - EBL) bị hạn chế khi kích thước cấu kiện giảm xuống cỡ một vài chục nanomet do nhiều hạn chế của chất phủ cản quang cũng như thao tác trên chùm điện tử. Hơn nữa, việc tạo ra các linh kiện nhỏ dưới 10 nm sử dụng phương pháp từ trên xuống (top - down) lại càng khó khăn hơn.
Hình 1. Sơ đồ nguyên lý của quá trình chế tạo (Theo NanoLetter 7(2007) 1329).
Mới đây, hai nhà khoa học của Đại học Tổng hợp Pennsylvania (Hoa Kỳ) là Michael Fischbein và Marija Drndic đã công bố các kết quả rằng có thể sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscope - TEM) để chế tạo các linh kiện kim loại nhỏ dưới 10 nm với độ chính xác cao.
Ban đầu, nhóm tạo ra các cấu kiện bằng phương pháp truyền thống là quang khắc chùm điện tử, là các linh kiện kim loại trên một màng điện môi SiN dày 100 nm (màng SiN là lớp đế, nhưng sẽ giúp cho chùm điện tử dễ dàng xuyên qua, đồng thời giảm sự tán xạ ngược của điện tử trong quá trình quang khắc).
Tiếp đến, hệ nà được đặt vào TEM và sẽ được tiếp tục quá trình điêu khắc với một chùm tia điện tử hẹp của kính hiển vi điện tử truyền qua.
"Thông thường, khi chùm điện tử được dùng để tạo anh ở độ phóng đại rất lớn, ta có thể quan sát thấy quá trình "điêu khắc" này diễn ra trong thời gian thực" - Fischbein giải thích. Thực chất đây là quá trình tạo ảnh động (in situ) mà cho phép điều khiển quá trình tạo cấu kiện với linh kiện cuối cùng có độ mịn và hoàn hảo cao.
Những hình dạng cụ thể ở đây là các nhà nghiên cứu đã chế tạo các dây nano các khe nano, các nhẫn nano và các linh kiện có nhiều cực. Bản chất là chùm điện tử sẽ làm bay bốc các chi tiết không cần thiết (vì chùm điện tử của TEM có năng lượng rất cao) đồng thời tạo ra hình ảnh khi truyền qua để quan sát trong thời gian thực.
Cuối cùng, một thế mạnh khác của kỹ thuật (tạm gọi là "quang khắc bào mòn") là có thể làm việc mà không cần các chất cản quang hay các bước gỡ bỏ (liff-off) như các kỹ thuật quang khắc truyền thống.
Hình 2. Một số hình ảnh của các chi tiết chế tạo thành công (Theo NanoLetter 7(2007) 1329).
Tất cả các cấu trúc công bố trong công trình này đều được chế tạo bằng tay, có nghĩa là các nhà khoa học di chuyển chùm tia trong khi quan sát sự bào mòn theo thời gian. Theo nhóm nghiên cứu thì nếu quá trình này được kết nối với máy tính (điều khiển các thao tác của chùm điện tử như trong công nghệ EBL), quá trình này có thể thực hiện thậm chí với độ chính xác cao hơn nhiều và tiến hành trên các diện tích lớn hơn.
"Kỹ thuật này có thể ứng dụng trọng rất nhiều lĩnh vực của khoa học và công nghệ nano (nanoelectronics, nanofluids, plasmonics...)" - Fischbein phát biểu với phóng viên của Nanotechweb.org - "Một điểm thú vị riêng trong công trình vừa công bố này là tạo ra các linh kiện khe và các lỗ nano cho các biochip (DNA sequencing)".
- Camera 'siêu tý hon' nhỏ đến mức có thể lắp vừa trên... (Chủ nhật, 09:02:08 19/07/2020)
- Hệ thống đánh lửa là gì? Các thành phần của hệ thống đánh... (Thứ sáu, 22:50:01 29/06/2018)
- Chip, chipset, bộ vi xử lí là gì? Chúng có thực sự quan trọng? (Thứ tư, 09:11:09 27/06/2018)
- Tự làm mạch đèn led nháy theo nhạc (Thứ bảy, 14:10:05 25/11/2017)
- Khái niệm Diode và phân loại các Diode trong ngành điện tử (Thứ Ba, 17:12:02 25/07/2017)
- Xi lanh là gì? Những đặc điểm của nắp xi lanh bạn có biết (Thứ năm, 21:00:07 15/06/2017)
- Thế nào là cáp quang? Ứng dụng và ưu nhược điểm của cáp... (Thứ tư, 15:00:06 14/06/2017)
- Thế nào là cáp đồng trục? Ứng dụng và các thông số của... (Thứ tư, 14:30:08 14/06/2017)
- Thế nào là vô tuyến chuyển tiếp? Ưu điểm của vô tuyến... (Thứ Hai, 14:00:03 12/06/2017)
- Hướng dẫn điều chỉnh máy xọc răng khi chế tạo thanh răng (Thứ bảy, 18:00:01 10/06/2017)
- Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn ngưng gội đầu trong vòng một năm?
- 7 thảm họa thiên nhiên có thể sắp xảy ra
- Sự thật về chế độ máy bay và 20 bí mật về điện thoại của bạn
- 7 bí ẩn trên Trái đất đã khiến khoa học đau đầu cả nghìn năm qua mà vẫn chưa có lời giải
- Các nhà thiên văn học bó tay trước sự tồn tại của hành tinh này
-
Cơ hội hiếm hoi quan sát hành tinh màu xanh da trời vài ngày tới
Thứ tư, 20:00:08 20/01/2021
-
EU cho hay: "Sâu bột an toàn, người có thể ăn được"
Thứ Ba, 23:30:01 19/10/2021
-
Hệ sao kỳ quái chưa từng thấy cách Trái đất 1.800 năm ánh sáng
Thứ Ba, 22:50:00 19/01/2021
-
Loài người có thể đơn độc trong vũ trụ
Thứ Ba, 22:35:02 19/01/2021
-
Chuyện về con nhện đi săn nhện: Thạo binh pháp như "Gia Cát Lượng", đầy mưu hèn kế bẩn để săn mồi bằng mọi giá
Thứ Ba, 21:27:03 19/01/2021
-
Bức thư tiết lộ những năm cuối đời đầy đau đớn của Napoléon
Thứ năm, 21:35:05 14/01/2021
-
Tàu chở hàng SpaceX lần đầu tự động tách khỏi trạm ISS
Thứ năm, 21:16:00 14/01/2021
-
Phát hiện chuẩn tinh cách Trái đất hơn 13 tỷ năm ánh sáng
Thứ năm, 20:45:07 14/01/2021