愛華網??IBM的研究專家發(fā)明了一種成本低廉且相對簡單的制作工具，能夠可靠地制作小到15納米的物體。為了展示這種工具，IBM蘇黎世實驗室的研究人員制作了一個三維的地球地圖，其體積小到可以在一粒鹽中放下1000幅這樣的地圖。??? 現有的納米制造技術，如電子束光刻，在制作遠小于30納米的物體時難度很大，同時成本昂貴，制作工具復雜。對比而言，IBM研究員宣稱，其新型制作工具的制作成本僅為其他工具的五分之一到十分之一。
??? 納米制圖：IBM蘇黎世實驗室的研究專家制作了一個微小的世界地圖。1000個這種地圖才能填滿一個鹽粒。此地圖的制作采用了一種新型納米制作工具，這種工具能夠制作小到15納米的物體。
來源：先進材料
??? 這種新工具是20世紀80年代早期由IBM蘇黎世科學家發(fā)明的掃描隧道顯微鏡（STM）——歷史上首次能夠拍攝和控制原子的顯微鏡——發(fā)展而來的。它利用一個極其微小的硅尖，通過硅尖快速掃描基板的表面來制作納米材料。硅尖是一個向外突出的懸臂，與原子級顯微鏡（英文縮寫是AFM:屬于掃描隧道顯微鏡的一個分支，系1986年發(fā)明）的懸臂相似，可以在基板表面施加納牛級的微小作用力。與原子級顯微鏡不同的是，其懸臂是加熱的。??? 當懸臂觸碰基面時，其硅尖的熱能足以打破基板材料間微弱的連接?！拔覀兘o予懸臂足夠的熱能，這樣其觸碰到的分子就會開始移動并最終消失?！蔽挥谌鹗康腎BM蘇黎世研究實驗室的科學家烏爾斯8226;杜瑞格（Urs Duerig）說。杜瑞格與他的同事阿明克8226;內爾（Armin Knoll）等共同研發(fā)了這項新技術。此技術的非凡之處就在于，它能夠每次移除相同數量的分子。??? 電子束光刻技術通過高速粒子撞擊的作用力來移除材料，而新型工具的優(yōu)勢是其產生的效果是定域性的。盡管電子束光刻技術能夠制作出15納米的材料——分辨率小于30納米——但偏離的電子可能導致與目標位置相鄰的材料的相互作用。??? 另一個優(yōu)勢是，它可以在高分辨率下鉆孔進入基板的不同深度層。在一個分子玻璃基板上，研究員們蝕刻了一個高25納米的瑞士山和馬特霍恩峰的地形模型，模型比例為1:50億。這個3D模型是通過選擇性地移除120個分層的納米材料而制成的。??? 這種創(chuàng)造3D結構的能力非常具有吸引力，倫敦帝國學院的Zahid Durrani說，“這種技術是全新的，前所未見的。”然而，與其他的探測技術相比，要想使用大量的硅尖同時工作，還是頗有挑戰(zhàn)的。
??? 納米制圖工具：此工具的核心是一個微小的硅尖。它能夠通過熱能和納牛級的作用力刻劃出小到15納米的物體。
來源：IBM??? 麻省理工的納米結構實驗室的主管卡爾8226;伯格倫（Karl Berggren）說，IBM研發(fā)的這種新工具令人驚嘆，是非常“明智與簡練的”解決方法。“他們的所為極具創(chuàng)新性”。研究人員長期以來都在艱難地探究探針光刻的熱處理方法，但進展緩慢，解決方案也很平庸?！癐BM改變了現狀，”伯格倫說，“但接下來要開始為實驗室研發(fā)低于20納米級的，成本合理的光刻技術，這可能成為一個長期的工作，同時也是非常重要的工作。??? 對比而言，電子束光刻技術要求進行幾項必須的步驟，且成本高昂，花費500萬美元才能構建這樣一個系統，伯格倫說。IBM的新型工具卻小到可以放置在桌面上，且總體花費約為10美元。??? 同時，該工具也非常快速，伯格倫說。因為硅尖能夠在微秒內重寫每個“元素”，整個基板的掃描非常迅速。例如，那張含有50萬個元素的世界地圖只用2分鐘就完成了。??? 發(fā)展該技術的很重要一步是，必須找到合適的有機基板。為此，位于加州的IBM阿爾馬登研究室的同事，也趕來參與尋找硬有機基板的工作中，這種基板也可以用來做所謂的“防蝕涂層”——一種用在芯片制作過程中的涂層。??? 挑戰(zhàn)在于，要找到足夠硬度的材料作為基板，但在加熱時這種材料還必須容易分解為無相互聯系的單獨個體。以世界地圖為例，科學家發(fā)現一種稱為聚鄰苯醛的聚合體最為合適，另外，在制作馬特霍恩峰時用的是一種分子玻璃。本文為美國Technology Review授權文章，未經書面許可，嚴禁轉載使用。
