Metallassisterad kemisk etsning, eller 'MacEtch', används för att tillverka en rad nanostrukturer, men skadliga rörelser av katalysatorn under vertikala etsningsprocesser hämmar dess bredare användning. Nu, ett team under ledning av A*STAR har utvecklat en teknik som förbättrar katalysatorstabiliteten, banar väg för en bredare tillämpning.

MacEtch är en våtetsningsmetod för att tillverka nanostrukturer från mönstrad metallfilm. Enkelheten, mångsidighet, och kostnadseffektiviteten för MacEtch i kisel och andra halvledare har lett till dess användning vid tillverkning av ett brett utbud av produkter, från elektroniska och optoelektroniska enheter till biologiska och kemiska sensorer, samt energihanteringsteknik. Dessa applikationer, dock, använda relativt stora nätkatalysatorstrukturer.

När katalysatorer med mindre dimensioner används, krafter som verkar på katalysatorn får den att röra sig under etsningsprocessen, vilket begränsar deras användning vid tillverkning av strukturer med höga bildförhållanden, som nanohål.

"Tidigare, det har varit mycket svårt att åstadkomma etsad isoleringskatalysatoretsning, och [detta] har varit en viktig vägspärr i utvecklingen, "förklarar Sing Yang Chiam från A*STAR's Institute of Materials Research and Engineering." Små funktioner är särskilt viktiga för tillverkning av filtreringsanordningar, men vid dessa dimensioner, etsning blir mycket utmanande. "

Nu, en teknik för att styra katalysatorn under etsningsprocessen, möjliggör tillverkning av nanohål i kisel med oöverträffade bildförhållanden, har utvecklats av Chiam och kollegor i samarbete med National University of Singapore och University of Illinois i Urbana -Champaign i USA.

Forskarna undersökte isolering av katalysatoretsning av vanliga guldskivor med identiskt arrayavstånd och katalysatortjocklek, bildad med hjälp av laserinterferenslitografi. Detta gjorde det möjligt för laget att studera exakta och isolerade effekter av etsningsparametrarna, såsom etskande och dopningskoncentrationer, för att förstå gränssnittskrafterna på katalysatorn.

De fann att högre förhållanden mellan fluorvätesyra och väteperoxid, eller högre p-typ kiseldopningsnivåer, minska katalysatorrörelsen, och hänförde detta till en sänkning av gränssnittet Van der Waals krafter orsakade av skapandet av poröst kisel.

Forskarna demonstrerade sin teknik genom att tillverka stora ytor, regelbundet beställt, nanohålsarrays i kisel med ett bildförhållande på cirka 12. Denna nya metod möjliggör tillverkning av nya biologiska filter och vattenfilter, och nanofotoniska enheter.

"Vi planerar att använda våra resultat för att göra en enkel filtreringsanordning, och sedan se hur mycket längre vi kan ta djupgravning, säger Chiam.