National Geographic Kids hävdade idag sin nionde GUINNESS WORLD RECORDS® -titel för det minsta tidningsomslaget, använder teknik från IBM, vid USA Science &Engineering Festival i Washington, D.C. För att skapa omslaget för inspelning, IBM -forskare uppfann en liten "mejsel" med en värmbar kiselspets 100, 000 gånger mindre än en slipad penna. Med detta tips i nanostorlek, som skapar mönster och strukturer i mikroskopisk skala, forskare etsade magasinomslaget på mindre än två minuter på en polymer, samma ämne som skapar plast. Det resulterande magasinomslaget är så litet vid 11 x 14 mikrometer att 2, 000 får plats på ett saltkorn.
För att skapa mer energieffektiva moln och krossa Big Data snabbare, vi behöver en ny generation teknik inklusive nya transistorer. Men innan vi kan sätta denna framtida teknik i massproduktion, vi behöver nya tekniker för prototyper under 30 nanometer - storleken där prototyper blir allt svårare. En nanometer är 80, 000 gånger mindre än diametern på ett människohår.
Nu 50 år gammal, Moores lag har nästan nått sin gräns. Till exempel har processorns klockhastighet knappt ökat under de senaste fem åren, med typiska driftfrekvenser mellan 2–3 GHz. Dessutom, energiförbrukningen för elektroniska enheter växer i en svindlande takt med uppskattningar som rapporterar att den står för upp till 10 procent av den totala elektriska energin som genereras i industriländer.
För att fortsätta skala ner storleken på transistorer, IBM -forskare undersöker olika material för att ersätta kisel, och olika transistordesigner, som naturligtvis måste testas noggrant före massproduktion.
Dagens nanoskala prototypdesigner är tillverkade med hjälp av e-beam litografi, som använder en elektronstråle för att skapa anpassade mönster för testning. Men denna utrustning är komplex, dyrare och mindre bekvämt.
IBM -forskare har arbetat med att ta itu med dessa nackdelar, och utvecklat ett nytt verktyg inspirerat av hieroglyfer, det skriftspråk som skapats av de gamla egyptierna. Kärnan i tekniken är en liten, värmbar kiselspets med en skarp spets - 100, 000 gånger mindre än en slipad penna. Den fungerar som en 3D -skrivare och "mejlar" bort material genom lokal avdunstning.
"Med vår nya teknik kan vi uppnå en mycket hög upplösning vid 10 nanometer till kraftigt reducerade kostnader och komplexitet. Speciellt genom att kontrollera mängden förångat material, Vi kan också producera 3D -reliefmönster med en aldrig tidigare skådad noggrannhet på bara en nanometer i vertikal riktning. Nu är det upp till fantasin hos forskare och ingenjörer att tillämpa denna teknik på verkliga utmaningar, sa Dr Armin Knoll, fysiker vid IBM Research.
För att demonstrera verktyget och för att stimulera entusiasmen för nanoteknik för en ny generation forskare, IBM samarbetade med National Geographic Kids -tidningen för att "mejsa" världens minsta tidningsomslag någonsin. Det nyligen certifierade GUINNESS WORLD RECORDS -omslaget är 11 × 14 mikrometer - i denna storlek 2, 000 kunde passa på ett saltkorn. Omslaget presenterades på USA Science and Engineering Festival i Washington, DC.
Nuvarande e-beam-tekniker kan inte replikera detta nya verktygs höga upplösning, och skulle ta flera timmar innan omslaget kunde bearbetas och avbildas. Dessutom, IBM -verktyget får plats på en bordsskiva, och mönstren kan testas som de är skrivna för snabba prototyper.
För att skapa omslaget för inspelningsinställningar, IBM -forskare uppfann en liten "mejsel" med en värmbar kiselspets 100, 000 gånger mindre än en slipad penna. Med detta tips i nanostorlek, som skapar mönster och strukturer i mikroskopisk skala, det tog forskare bara 10 minuter och 40 sekunder att etsa magasinomslaget på en polymer, samma ämne som plast är gjord av. Det resulterande magasinomslaget mäter 11 × 14 mikrometer, som är så liten att 2, 000 kunde passa på ett saltkorn.
Forskare tänker sig applikationer utöver transistorer inklusive säkerhetsmärken i nanostorlek för att förhindra förfalskning av dokument som valuta, pass och ovärderliga konstverk och inom det framväxande området för kvantberäkning. Ett sätt att ansluta kvantsystem är via elektromagnetisk strålning eller ljus. Spetsen i nanostorlek kan användas för att skapa mönster av hög kvalitet för att styra och manipulera ljus med oöverträffad precision.
IBM har licensierat "mejsling" -teknologin till en nystartad företag baserad i Schweiz som heter SwissLitho som kommer med tekniken på marknaden under namnet NanoFrazor. För flera veckor sedan skickade företaget sin första NanoFrazor till McGill Universitys Nanotools Microfab i Kanada där forskare och studenter kommer att använda verktygets unika tillverkningskapacitet för att experimentera med idéer för att designa nya nano-enheter. För att fira verktygets ankomst skapade universitetet en nano-stor karta över Kanada som mäter 30 mikrometer eller 0,030 millimeter i längd.
