Американские учёные разработали революционную нанотехнологию под названием «литография пучковым пером» (beam-pen lithography, BPL).

Новый подход позволяет быстро и недорого изготавливать прототипы электрических схем, осуществлять медицинскую диагностику и целый комплекс других действий, которые обязательно пригодятся в электронике, фотонике и прочих естественных науках.

Быстрая передача крупных объёмов информации движет миром, — поясняет директор Международного института нанотехнологий при Северо-Западном университете Чад Миркин. — Но обычные микро- и наноинструменты для изготовления наноструктур очень дороги. Именно это мы и попытались изменить».

Главное доказательство эффективности метода — 15 тыс. силуэтов чикагского горизонта, нарисованные за полчаса на квадратном сантиметре. Смотрите сами!

Рис. 1. Хорошо видны Башня Уиллиса и Центр Джона Хэнкока. (Иллюстрация авторов исследования.).

Каждая «картинка» состоит из 182 точек около 500 нанометров в диаметре (как у кончика перьевой ручки). Время освещённости точки — 20 секунд. Нынешний метод позволяет исследователям создавать «перья» размером 150 нм, но в ближайшем будущем разрешение, скорее всего, уменьшится до 100 нм. Уже построен массив из 11 млн «перьев» размером всего в несколько квадратных сантиметров.

Это третья технология в наноарсенале Чада Миркина. В 1999 году он изобрёл «ныряющую нанолитографию» (dip-pen nanolithography, DPN), а в 2008-м — «полимерное наноперо» (polymer-pen lithography, PPL). Они уже взяты на вооружение в 23 странах мира. Новая технология отличается от PPL главным образом тем, что вместо молекул «чернил» используется свет.

Каждое «перо» представляет собою пирамиду, покрытую слоем золота. На её вершине покрытие отсутствует. В основание «пера» подаётся свет, который через вершину поступает на светочувствительный материал. Простота подхода в том, что в наномасштабе находится только вершина пирамиды. Это позволяет легко управлять нанопроцессом, не выходя за пределы микромира.

В будущем технология, возможно, приведёт к созданию настольного нанопринтера, который перевернёт наноиндустрию так же, как в своё время это сделал с нашей повседневностью обычный принтер.

Результаты исследований опубликованы в статье

Fengwei Huo, Gengfeng Zheng, Xing Liao, Louise R. Giam, Jinan Chai, Xiaodong Chen, Wooyoung Shim & Chad A. Mirkin Beam pen lithography. – Nature Nanotechnology. – 1 August 2010 | doi:10.1038/nnano.2010.161.

Статья подготовлена Филипповым Ю.П. по материалам: