Thermal dip-pena nanolithography ternyata ujung mikroskop scanning probe ke dalam besi solder kecil yang dapat digunakan untuk menggambar pola kimia sekecil 20 nanometer pada permukaan.Para peneliti dengan Departemen Energi AS (DOE) 's Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) telah menumpahkan cahaya pada peran dalam mengontrol suhu teknik fabrikasi untuk menggambar pola kimia sekecil 20 nanometer. Teknik ini bisa memberikan rute, murah cepat untuk tumbuh dan pola berbagai macam bahan pada permukaan untuk membangun sirkuit listrik dan sensor kimia, atau mempelajari bagaimana obat-obatan mengikat protein dan virus.Salah satu cara untuk langsung menulis struktur nano ke substrat adalah dengan menggunakan mikroskop atom (AFM) sebagai ujung pena untuk deposit molekul tinta melalui difusi molekul ke permukaan. Tidak seperti teknik nanofabrication konvensional yang mahal, memerlukan lingkungan khusus dan biasanya bekerja dengan hanya beberapa bahan, teknik, yang disebut dip-pena nanolithography, dapat digunakan di hampir lingkungan apapun untuk menulis banyak senyawa kimia yang berbeda. Seorang sepupu dari teknik yang disebut dip-pena termal nanolithography-memperluas teknik ini untuk bahan padat dengan memutar ujung AFM menjadi besi solder kecil.Dip-pena nanolithography dapat digunakan untuk fitur pola sekecil 20 nanometer, lebih dari empat puluh ribu kali lebih kecil dari lebar rambut manusia. Apa lagi, ujung tulisan juga melakukan seperti profiler permukaan, yang memungkinkan permukaan yang baru-tertulis akan dicitrakan dengan presisi nano segera setelah pola."Tip berbasis manufaktur memegang janji yang nyata untuk fabrikasi yang tepat dari perangkat nano," kata Jim DeYoreo, direktur interim Berkeley Lab Molekuler Foundry, DOE nanosains pusat penelitian. "Namun, teknologi yang kuat memerlukan landasan ilmiah yang dibangun pada pemahaman transfer bahan selama proses ini. Penelitian kami adalah yang pertama untuk memberikan pemahaman dasar termal dip-pena nanolithography. "
Dalam studi ini, DeYoreo dan rekan kerja sistematis menyelidiki efek suhu pada ukuran fitur. Menggunakan hasil mereka, tim mengembangkan model baru untuk mendekonstruksi bagaimana molekul tinta perjalanan dari ujung menulis ke substrat, merakit ke lapisan memerintahkan dan tumbuh menjadi fitur nano."Dengan hati-hati mempertimbangkan peran suhu di termal dip-pena nanolithography, kita mungkin dapat merancang dan membuat pola skala nano bahan mulai dari molekul kecil untuk polimer dengan kontrol lebih baik atas ukuran fitur dan bentuk pada berbagai substrat," kata Sungwook chung, seorang ilmuwan staf di Divisi Fisik Biosciences Berkeley Lab, dan user Foundry bekerja dengan DeYoreo. "Teknik ini membantu mengatasi keterbatasan panjang skala mendasar tanpa perlu untuk metode pertumbuhan yang kompleks."DeYoreo dan Chung bekerja sama dengan sebuah tim peneliti dari Univ. of Illinois di Urbana-Champaign yang mengkhususkan diri dalam fabrikasi kiat-kiat khusus untuk AFMs. Di sini, para kolaborator mengembangkan tip AFM berbasis silikon dengan gradien biaya-membawa atom ke dalam silikon ditaburi sehingga jumlah yang lebih tinggi berada di pangkalan sementara duduk sedikit di ujung. Hal ini membuat panas ujung ketika listrik mengalir melalui itu, seperti pembakar pada kompor listrik.Ini 'nanoheater' kemudian dapat digunakan untuk memanaskan tinta diterapkan ke ujung, menyebabkan mereka mengalir ke permukaan untuk fabrikasi mikro dan nano fitur. Kelompok ini menunjukkan hal ini dengan titik dan garis menggambar asam molekul organik mercaptohexadecanoic pada permukaan emas. Para panas ujung, semakin besar ukuran fitur tim bisa menggambar."Kami gembira tentang kolaborasi dengan Berkeley Lab, yang menggabungkan kemampuan luar biasa mereka nanosains dengan teknologi kami untuk mengontrol suhu dan aliran panas pada skala nanometer," kata co-penulis William King, seorang Univ. of Illinois profesor ilmu mekanik dan rekayasa. "Kemampuan kita untuk mengontrol suhu dalam skala nanometer tempat diaktifkan ini studi skala molekul transportasi. Dengan tuning suhu hotspot, kita dapat menyelidiki bagaimana aliran molekul ke permukaan. ""Ini kontrol termal atas ujung-ke-permukaan perpindahan dikembangkan oleh kelompok Raja menambahkan fleksibilitas dengan memungkinkan on-the-fly variasi dalam ukuran fitur dan pola dari kedua bahan cair dan padat," tambah DeYoreo.Chung adalah penulis utama dan DeYoreo penulis yang sesuai dari kertas laporan penelitian ini dalam jurnal Applied Physics Letters. Makalah ini berjudul "Suhu-ketergantungan transportasi tinta selama termal dip-pena nanolithography." Co-authoring kertas dengan Chung, DeYoreo dan Jonathan King kempa dan Debin Wang.Ini bekerja di Foundry Molekuler didukung oleh DOE Kantor Sains dan Defense Advanced Research Projects Agency.Sumber: Lawrence Berkeley National Laboratory
0 Response to "Besi solder Menarik Nano Pola Kimia"
Post a Comment