Аморфные металлы могут совершить переворот в изготовлении наноструктур
13.02.2009 07:59
Одним из многообещающих и недорогих методов изготовления миниатюрных устройств является наноштамповка ( nanoimprinting ). В этом методе детали структур на поверхности термопластичных материалов (обычно, полимеров) выдавливаются при помощи твердых формочек. И именно эти пресс-формы являются слабым местом всей технологии. Формы из кремния, как правило, служат недолго из-за их хрупкости. Металлы тоже плохо подходят, так как изготовление нанорисунков на их поверхности ограничивается размерами зерен в их структуре.
 

Рис 1 Зависимость твердости различных материалов от температуры.
Исследователи из Yale University предложили использовать для наноштамповки аморфные металлы (или металлические стекла). На их поверхности путем горячего выдавливания можно создавать элементы рельефа размером от 13 нм. Далее после термической кристаллизации материал становится твердым, сохраняя нанесенный рисунок, и может использоваться для текстурирования других аморфных образцов - полимеров или таких же аморфных металлов. Таким образом, становится возможным тиражировать нанорисунки в крупных масштабах без использования дорогостоящих литографических процессов.

Метод штамповки имеет и ряд фундаментальных ограничений, связанных с вязкостью термопласта и капиллярными силами, препятствующих заполнению форм, особенно наноразмерных. Однако исследователи преодолели и эту трудность, меняя состав металлических стекол и контролируя их смачиваемость. Например, стало возможным легко изготавливать длинные металлические наностержни с диаметром 13 - 55 нм, используя в качестве матрицы пористый анодированный оксид алюминия. Но наиболее выгодным является использование закристаллизованной формы из того же металла, т.к. при этом достигаются наилучшие условия смачивания.

Методы, основанные на штамповке, широко применяются в промышленности, например, для создания оптических дисков (CD, DVD и т.п.) и дифракционных решеток. Однако оборудование для изготовления элементов структур размером менее 100 нм пока довольно дорого и поэтому слабо распространено. Использование металлических стекол открывает новые возможности получения нанообъектов. Таким образом, предложенная методика штамповки наноструктур обязательно окажется востребованной.

Работа "Nanomoulding with amorphous metals" опубликована в журнале Nature .
Источник: Nanometer.ru