用光來繪製奈米圖案
- 上線日期：2010/9/10 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
美國科學家發明了一種能大範圍快速製作奈米級圖樣的新技術。這個光學奈米微影技術可以快速製作微小元件如光罩、電路與光子元件等的原型。為了證實此技術的可行性，該研究團隊用它畫了一萬五千個完全相同的微型芝加哥市剪影。
科學家目前正積極發展各種微影技術來製作奈米級元件，然而這些方法多半有其不可避免的缺點，例如遠場光微影術受制於光的繞射極限，很難製作出小於數百奈米的圖案，而近場掃描式光學顯微技術(NSOM)讓光源非常靠近基板，雖然可以克服繞射極限，但卻有掃描範圍小與低產能的問題。
由西北大學的Chad Mirkin等人發明的光束筆微影術(beam pen lithography, BPL)結合了NSOM與聚合物筆微影術(polymer-pen lithography, PPL)的特性。PPL利用聚合物製成的微型筆將化學材料輸送至基板表面，而BPL則是將光束傳送到鍍有光敏材料的基板表面。這些技術與Mirkin於1999年發明的沾筆式奈米微影術(dip-pen nanolithography, DPN)恰可互補。
BPL具有一個由約200個微型金字塔狀聚雙甲基矽氧烷(Poly-dimethylsiloxane, PDMS)組成的筆陣列，每個金字塔由寬數十微米的正方型基部，逐漸收縮至寬約60 nm的尖端。研究人員先在金字塔表面鍍上一層金，然後讓筆尖接觸表面鍍有PMMA分子的載玻片，藉此移除筆尖的金膜，製造一個露出PDMS的開口。
照射金字塔底部的光只能從開口處通過，以光筆接觸鍍有光阻的矽基板，只需20秒就能在平方公分大小的範圍內製造各種奈米圖案。此技術的一大優勢是筆尖直徑可從5 nm變化到500 nm，此外，選擇性地關閉某些光筆就能製作不同的圖案。
Mirkin利用此技術畫了一萬五千個完全相同的微型芝加哥市剪影，每個剪影由182個點組成，點的大小約500 nm，即筆尖的直徑。他表示，BPL或許會衍化成「桌上型印表機」式的奈米製作技術，讓研究人員得以直接在實驗室快速製作成高解析電子元件的原型，而不需先經過第三者處理。該團隊計畫建造利用光調制器就能讓每隻光筆各自定址的新結構。詳見Nature Nanotechnology (doi:10.1038/nnano.2010.161)。
原始網站: 原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/43413
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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