金属“墨水”书写图案 宽度不到发丝一半

最近，美国能源部橡树岭国家实验室的科学家首次使用扫描投影显微镜直接用金属“墨水”书写图案，图案的宽度不到人类头发的一半。

自动化过程的控制是通过将STEM设备中的电子束聚焦到充满液体的区域并将金属沉积在硅微芯片上来实现的。通过沉积获得的图案尺寸是纳米尺度或原子或分子尺度。

一般来说，纳米图案化的制备需要应用光刻技术，即使用抗蚀剂来保护其他区域。橡树岭国家实验室是一种新的直写技术和光刻技术，两者的区别在于不需要抗蚀剂。

这项技术性能的更多细节发表在皇家化学学会杂志《纳米尺度》上。研究人员目前正在申请专利。这项技术将为定制电子设备的制备和其他应用提供新的思路和方法。

这篇文章的第一作者，美国能源部橡树岭国家实验室纳米材料科学中心的雷蒙德·尤诺奇教授说:“我们可以通过在特定位置沉积高纯度金属来定制材料的性能要求，我们还可以定制系统的结构和化学成分，但这仅限于可溶于液体并能发生化学反应的系统。”

在实验中，通过绘制图像来处理纳米模板，然后将电子束注入含有氯化钯溶液的区域，纯钯将被分离并沉积在电子束穿过的区域中。

液体环境对化学来说至关重要。研究人员首先需要找到一种封装液体的方法，以确保显微镜中的真空吸尘器非常干燥，不会蒸发液体。研究人员开始使用氮化硅薄膜作为窗口，电子束可以通过它来制造微芯片区域。

然后，研究人员需要从STEM仪器中获得新的功能。“利用成像和光谱显微镜来实现对特定位置的纳米化学反应的控制。与电子束光刻一样，电子束可以通过界面显微镜来控制，但这不同于扫描透射电子显微镜像差校正的设置。”Unocic表示。

目前，液态墨水中的金属像素可以直接写入40纳米，是流感病毒宽度的两倍。在未来的工作中，研究人员将致力于将其分辨率降低到10纳米，这接近于传统的纳米光刻技术。他们还想制造多部件结构。(仲夏收尾)