Открытие нового процесса сборки нанопроводов может позволить создать более мощные компьютерные чипы

В недавно опубликованном исследовании группа исследователей из отдела материалов Оксфордского университета во главе с Харишем Бхаскараном, профессором прикладных наноматериалов, описывает прорывной подход к извлечению одиночных нанопроволок из субстрата для выращивания и размещению их практически на любой платформе с подложкой. микронная точность.


В инновационном методе используются новые инструменты, в том числе ультратонкие нити из полиэтилентерефталата (ПЭТ) с коническими наноразмерными кончиками, которые используются для захвата отдельных нанопроволок. В таком мелком масштабе адгезив Ван-дер-Ваальса (мизерные силы притяжения, возникающие между атомами и молекулами) заставляют нанопроволоки «прыгать» в контакте с наконечниками. Затем нанопроволоки переносят на прозрачный куполообразный эластичный штамп, закрепленный на предметном стекле. Затем этот штамп переворачивается вверх дном и выравнивается с ом устройства, после чего нанопроволока аккуратно печатается на поверхности.

Осажденные нанопроволоки показали сильные адгезивные свойства, оставаясь на месте, даже когда устройство было погружено в жидкость. Исследовательская группа также смогла поместить нанопроволоки на хрупкие подложки, такие как ультратонкие 50-нанометровые мембраны, продемонстрировав тонкость и универсальность техники штамповки.

Кроме того, исследователи использовали этот метод для создания оптомеханического датчика (инструмента, который использует лазерный свет для измерения вибраций), который был в 20 раз более чувствительным, чем существующие устройства на основе нанопроволоки.

Нанопроволоки, материалы диаметром в 1000 раз меньше человеческого волоса и обладающие потрясающими физическими свойствами, могут обеспечить значительные достижения во многих различных областях, от сбора энергии и датчиков до информационных и квантовых технологий. В частности, их мизерный размер может позволить разработку транзисторов меньшего размера и миниатюрных ных микросхем. Однако основным препятствием для реализации всего потенциала нанопроводов была невозможность точного позиционирования их внутри устройств.

Большинство технологий производства электронных устройств не могут работать в условиях, необходимых для производства нанопроводов. Следовательно, нанопроволоки обычно выращивают на отдельной подложке, а затем механически или химически переносят в устройство. Однако во всех существующих методах переноса нанопроволок нанопроволоки располагаются на поверхности чипа случайным образом, что ограничивает их применение в коммерческих устройствах.

Студент доктора философии Утку Эмре Али (факультет материалов), разработавший эту технику, сказал: «Этот новый процесс сборки позволил нам создать первые в своем роде устройства в области нанопроволоки. Мы верим, что это недорого продвинет исследования нанопроволок, позволяя пользователям включать нанопроволоки в существующие платформы на кристалле, будь то электронные или фотонные, открывая физические свойства, которые до сих пор были недостижимы. Кроме того, этот метод может быть полностью автоматизирован, что делает возможным полномасштабное производство высококачественных чипов с интегрированными нанопроволоками».

Профессор Хариш Бхаскаран (отдел материалов) добавил: «Этот метод легко масштабируется на большие площади и дает надежду на нанопроволоки для устройств, изготовленных на любой подложке и с использованием любого процесса. Вот что делает эту технику такой мощной».