(PhysOrg.com) -- När funktionerna på datorchips blir allt mindre, att hitta sätt att tillverka chipsen har blivit en stor utmaning. I en ny studie, forskare från MIT har visat att vissa molekyler kan deponeras på mestadels tomma chips, där de ordnar sig i mönster som bildar konturerna av små fungerande kretsar. Forskare Karl Berggren, Emanuel E. Landsman docent i elektroteknik, och Caroline Ross, Toyota professor i materialvetenskap och teknik, har publicerat sin nya metod i ett färskt nummer av Naturens nanoteknik .

Som förklaras i en artikel på MIT News, den process som för närvarande används för att tillverka kretsar på chips - fotolitografi - har förändrats mycket lite under de senaste 50 åren. Fotolitografi innebär att ett ljus lyser genom en mönstrad mask på ett lager av ljuskänsligt material belagt på datorchippet. Ljusexponering gör att fotoresisten hårdnar, och när det ohärdade området tvättas bort, bara det mönstrade området finns kvar.

Dock, nu när chipfunktionerna har blivit mindre än våglängden på ljuset som används i denna process, fotolitografi kan inte längre användas. För att möta denna utmaning, forskare har försökt använda elektronstrålar istället för ljusstrålar på grund av deras mindre våglängd. Dock, problemet med elektronstrålelitografi är att det tar lång tid, och så är det dyrare. Till skillnad från fotolitografi, som kan exponera ett helt chip på en gång med ljus, en elektronstråle är mer fokuserad och kan bara exponera små områden åt gången, så att den måste skanna fram och tillbaka över chippet för att täcka hela området.

I den nya metoden, Berggren och Ross har avsevärt minimerat behovet av elektronstrålelitografi, använder den bara för att skapa glest mönstrade styrstolpar genom hela chipet. För att fylla i mönstren mellan inläggen, de deponerade länge, upprepande kedjor av polymermolekyler som fäster sig på stolparna och sedan ordnar sig i specifika mönster. För att få önskade mönster, forskarna använde sampolymerer, som är gjorda av två olika typer av polymermolekyler. De olika polymerkedjorna gillar inte att blandas, ändå är de fortfarande sammanfogade - som "karaktärerna som spelas av Robert De Niro och Charles Grodin i filmen Midnight Run, en prisjägare och en tjänstemansbrottsling som är handfängslade men inte tål varandra, ” i Berggrens analogi. Genom att försöka dra sig ifrån varandra, polymererna ordnar sig i förutsägbara mönster.

Senare, när den utsätts för plasma, en av polymererna förvandlas till härdat glas, medan den andra brinner bort. Som i fotolitografi, glaspolymeren skulle kunna användas som fotoresist, som härdar för att bilda mönstret. Genom att kontrollera olika egenskaper - såsom polymerlängder, deras relativa proportioner, och formen och placeringen av stolparna - forskarna kunde producera en mängd olika specifika mönster som kan vara användbara för att designa kretsar.

Med sitt mindre beroende av elektronstrålelitografi, den nya metoden skulle kunna erbjuda kostnadseffektiv tillverkning på områden förutom datorchips. Till exempel, tekniken kan användas för att producera stämplar för att skapa magnetiska mönster på hårddiskar, som för närvarande tillverkas med elektronstrålelitografi. Dock, mer forskning krävs innan man tillverkar enskilda datorchips med självmonterande molekyler, som att få molekylerna att bilda de exakta mönster som behövs för att producera fungerande kretsar.

© 2010 PhysOrg.com