Команда инженеров Висконсинского и Чикагского университетов изобрела простой, воспроизводимый и недорогой метод изготовления микросхем с использованием управляемой самосборки и германиевой основы с покрытием из практически идеального графена.

Он позволяет увеличить плотность микроэлектронных схем и обойти некоторые ограничения, свойственные традиционным литографическим процессам и кремниевым пластинам. Подробности сообщаются в статье, опубликованной в августовском выпуске журнала Scientific Reports.

В первой демонстрации своего метода, исследователи применили электронно-лучевую литографию и мягкое плазменное травление для нанесения затравочных полос графена на поверхность германия. Затем заготовку покрыли распространённым блочным сополимером.

При нагреве блочный сополимер полностью самоорганизовывался всего за 10 мин. — втрое быстрее, чем на шаблоне, полученном химическим травлением, и с меньшим количеством дефектов. Авторы приписывают это гладкой и жёсткой кристаллической поверхности германия и графена.

В ходе сборки блочных сополимеров происходит увеличение разрешения, так называемое умножение плотности (density multiplication). В описываемом эксперименте рост разрешения по сравнению с оригинальным шаблоном составил 10 крат, тогда как лучшее предыдущее достижение не превосходило 4х.

Для демонстрации были выбраны простые полосы графена, но ученые также показали, что их метод работает и для более архитектурно сложных или нерегулярных рисунков, в том числе содержащих повороты на 90°.

Как отмечается в статье, новая техника сочетает преимущества однородности и простоты обработки традиционного процесса «сверху-вниз» с достоинствами сборки «снизу-вверх» и умножения плотности, предлагая перспективный путь для крупномасштабного производства со значительно сниженной себестоимостью.