科學(xué)家在石墨烯上實(shí)現(xiàn)低于10納米級(jí)別光刻
石墨烯,屬于二維材料,是近來物理學(xué)和材料技術(shù)領(lǐng)域最重要的發(fā)現(xiàn)之一。石墨烯比任何其他已知材料更堅(jiān)固、更光滑、更輕,并且在導(dǎo)熱和導(dǎo)電方面更好。但這還不是全部:石墨烯最獨(dú)特的功能在于其可編程性。通過在材料上進(jìn)行刻蝕,研究人員可以將其制成新型電子產(chǎn)品的元件,用于計(jì)算和存儲(chǔ)。 在DTU Nanolab 中,研究人員所使用的電子束光刻系統(tǒng)可以將細(xì)節(jié)寫到 10 納米。計(jì)算機(jī)計(jì)算可以準(zhǔn)確預(yù)測石墨烯中圖案的形狀和大小,以創(chuàng)造新型電子產(chǎn)品。它們可以利用電子的電荷和量子特性,例如自旋或谷自由度,從而以低得多的功耗進(jìn)行高速計(jì)算。然而,這些計(jì)算要求的分辨率比最好的光刻系統(tǒng)所能提供的分辨率更高:原子分辨率。 日前,丹麥技術(shù)大學(xué)(DTU) 和 Graphene Flagship 研究人員將納米材料圖案化藝術(shù)提升到了一個(gè)新的水平,直逼原子尺度。 研究人員納米材料六邊形氮化硼放在想要圖案化的材料頂部,然后用特定的蝕刻配方鉆孔。若要制作一個(gè)直徑為20納米的圓孔,則二維材料上的孔可以縮小至10納米。借助這項(xiàng)技術(shù),廠家可以生產(chǎn)平面電子元透鏡——一種超緊湊的光學(xué)透鏡,可以在非常高的頻率下進(jìn)行電氣控制。這將成為未來通信技術(shù)和生物技術(shù)的重要組成部分。 目前,研究人員尚未弄清這一“超分辨率”刻蝕技術(shù)背后的機(jī)制。不過,這對(duì)科學(xué)家來說是一項(xiàng)令人興奮且非常有用的技術(shù)。同時(shí),這也有助于推動(dòng)二維納米電子學(xué)和納米光子學(xué)的極限。 |