Наноточки металлов могут быть полезны во многих областях техники, таких, например, как запись и хранение информации, катализ, распознавание ДНК и т.д. Во многих случаях небходимы периодические структуры наноточек, поэтому методы их изготовления включают в себя сложные химические процессы основанные на самосборке и нанолитографии.

Химические процессы обладают высокой производительностью, но при этом требуют растворимости в воде компонентов наночастиц. С другой стороны, литографические методы дают высокую точность, но обладают низкой производительностью.

Ученые Принстонского Университета, США (Princeton University) разработали новый и достаточно простой способ изготовления больших по площади периодических структур из наноточек. Исследователи воспользовались достаточно хорошо известным, производительным и недорогим методом, известным как MIF (melting induced fragmentation). Ученые использовали метод наноимпринтной литографии для создания определенной структуры типа решетки на поверхности металла. В следующей фазе процесса они облучили поверхность пучком импульсного лазерного излучения с целью расплавления линейных структур. При этом, решетка фрагментровалась в матрицу круглых, периодически расположенных наноточек металла, что скорее всего связано с нестабильностью тонких жгутиков расплавленного металла, описываемого законом Плато-Рэлея.

Матрица наноточек, полученная путем фрагментации специально подготовленной решетки из пермаллоя (шаг 200 нм, ширина 70 нм, толщина 7 нм) на подложке из SiO2 (толщина 210 нм). Размеры наноточек 72.5 ± 6.8 нм. Плотность энергии лазерного излучения – 790 мДж/ кв. см.

Результаты исследований опубликованы в интернет-журнале «Nanotechnology» (The fabrication of periodic metal nanodot arrays through pulsed laser melting induced fragmentation of metal nanogratings)

Подготовка поверхности подложки

В результате метод, продемонстрированный командой из Принстона, сочетает высокую производительность и невысокую стоимость, унаследованные от предшественников. Поскольку используется очень короткий лазерный импульс (всего 20 нс), появилось еще одно важное достоинство нового подхода – низкое термическое влияние, что позволяет надеяться на возможность использования метода с широким спектром металлов и, даже, c пластмассами.

Евгений Биргер