(PhysOrg.com) -- IBM Research i Zürich har visat en ny nanoskalemönsterteknik som kan ersätta elektronstrålelitografi (EBL). Demonstrationen ristade en 1:5 miljarder skala tredimensionell modell av Matterhorn, en 4, 478 meter högt berg som ligger på gränsen mellan Italien och Schweiz, för att visa hur deras teknik kan användas för ett antal tillämpningar, som att skapa nanoskala linser på kiselchips för att bära optiska kretsar i en skala så liten att elektroniska kretsar är ineffektiva.

EBL (även kallad e-beam litografi) använder en fokuserad stråle av elektroner för att etsa mönster i mikro- eller nanoskala i ett substrat täckt av en film (resisten) som är känslig för elektronerna. Det utvecklades ursprungligen för att tillverka integrerade kretsar.

Den 25 nanometer (nm) höga modellen av berget skulpterades på cirka tre minuter från ett glasartat organiskt material med hjälp av en 500 nm lång och 5 nm tjock kiselskanningssond uppvärmd till över 330 °C under några mikrosekunder - tillräckligt länge att bryta vätebindningar i materialet utan att bryta andra bindningar. Sonden fixerades till en flexibel cantilever som kan skanna substratet med en noggrannhet på 1 nm. Sonden fungerar som en mikroskopisk fräsmaskin som tar bort lager av substratet med värme och kraft.

Demonstrationen skulpterade också en reliefkarta över världen som mätte 22 gånger 11 mikrometer. Enligt IBMs pressmeddelande är kartans skala så liten 1, 000 av dem kunde dras på ett enda saltkorn. IBM säger att den nuvarande tekniken kan bli så liten som 15 nanometer, men i framtiden kan bli ännu mindre.

I den skalan skulle IBM:s teknik kunna ersätta EBL, som kostar 80 till 90 % mer och är långsammare. Enligt Michel Despont, en IBM-fysiker och medförfattare till forskningsartikeln, tekniken behöver färre processer än EBL, och det faktum att det kan användas för att skapa strukturer i 3D betyder att det kan användas för applikationer som ingen ännu har övervägt.

I deras tidning, publiceras i Vetenskap tidning, IBM-forskarna säger att de planerar att använda tekniken för att skapa metamaterial, optiska komponenter, för prototypframställning av CMOS nanoelektronikkomponenter, och för att göra mallar för självmontering av nanorod eller nanorör. Despont sa att systemet inte skulle vara kommersiellt tillgängligt på cirka fem år, men de hoppas kunna göra det tillgängligt för universitet och forskningslaboratorier innan dess.

© 2010 PhysOrg.com