Используя электронный пучок, исследователи из Университета Пенсильвании научились вручную вырезать сверхминиатюрные металлические структуры и устройства, размером менее 10 нм, из тонких листов металла.

В числе изготовленных объектов – нанодиски, нанокольца, нанопроволоки, наноотверстия и нанотранзисторы. Новый метод может ускорить развитие многих нанотехнологий, включая наноэлектронику.

Существует много различных подходов к изготовлению наноразмерных структур. Однако наиболее широко применяемые и универсальные методы ограничены размерами до десятков нанометров. Надёжные способы производства суб-10-нанометровых устройств в рамках подхода «сверху вниз» (то есть, без использования самосборки и подобных процессов) до сих пор являются проблемой, и новый метод может помочь её решить.

Авторы работы, по сути, высекали электронным пучком (созданным в трансмиссионном электронном микроскопе) различные металлические структуры путём удаления атомов из металлических плёнок – золотых, серебряных, алюминиевых. Толщина плёнок, предварительно нарезанных полосками шириной 80 нм, составляла 10–50 нм. Такой подход позволяет добиться почти атомной точности изготавливаемых структур.

Рис. 1. Нанонити под микроскопом

Говоря о преимуществах нового метода, учёные замечают, что использование электронного пучка трансмиссионного микроскопа позволяет визуализировать структуру по мере изготовления в реальном времени. Это позволяет создавать структуры с гладкими (на атомном уровне) поверхностями и хорошей воспроизводимостью. Кроме того, эта технология позволяет создавать контакты, имеющие практически нулевое электрическое сопротивление, между структурами и подводящими проводами.

Потенциальные применения метода весьма многочисленны, поскольку он позволяет производить большое количество различных наноструктур. Пока все структуры были изготовлены «вручную»: электронный пучок наводился непосредственно человеком-оператором. Компьютерное управление процессом позволит добиться ещё более высокой точности и сложности структур.

Василий Артюхов