Компьютерра - Журнал «Компьютерра» № 35 от 25 сентября 2007 года

Простой и недорогой способ изготовления из углеродных нанотрубок электронных схем любой сложности предложили ученые Тель-Авивского университета. Их метод позволяет размещать нанотрубки на любой подходящей поверхности и хорошо совместим с сегодняшними технологиями массового производства интегральных схем.

Первые образцы транзисторов и других электронных и логических блоков из углеродных нанотрубок и иных больших молекул были продемонстрированы около десяти лет тому назад, но проблема создания из них полноценных чипов до сих пор не решена. Как миллионы нанотрубок с нужными свойствами поместить в определенные места чипа, надежно прикрепить к другим компонентам схемы и проконтролировать их качество? А ведь одна-единственная ошибка, как правило, ведет к выбраковке всего устройства. В лабораториях давно пытаются отработать самые разные технологии – от выращивания нанотрубок сразу в нужном месте чипа до осаждения их из раствора. Но пока ни одна из методик не достигла нужных кондиций.

В новом методе сначала с помощью обычной фотолитографии на кремниевой пластине получают массив из высоких тонких столбиков. Затем между кончиками кремниевых столбиков выращивают туго натянутые углеродные нанотрубки. Свойства каждой такой нанотрубки можно тут же проконтролировать с помощью техники рамановской спектроскопии. После этого матрицу с трубками припечатывают к поверхности схемы, причем это можно сделать и до и после того, как остальные компоненты уже находятся на своих местах.

В экспериментах ученые продемонстрировали работоспособность нового способа. Высота кремниевых столбиков достигала 20 мкм, диаметр 4 мкм, а расстояние между ними 25 мкм. Нанотрубки переносились на подложку из оксида кремния и прикреплялись к электродам, находившимся на расстоянии до половины микрона друг от друга. Так был создан нанотрубочный транзистор, соединительные проводники и другие компоненты.

Не обошлось пока и без нерешенных проблем. К сожалению, нанотрубки не всегда надежно припечатываются к подложке, а между столбиками может не вырасти ни одной либо, наоборот, образоваться сразу несколько нанотрубок. Однако экспериментаторы с оптимизмом смотрят в будущее, надеясь решить эти проблемы, совершенствуя катализаторы и оптимизируя геометрию столбиков. ГА

Ученые из Технологического института Джорджии предложили новую технологию, которую назвали термохимической нанолитографией. Технология бьет все мыслимые рекорды скорости, не требует вакуума, работая практически в любой среде, и позволяет получать рисунки с разрешением менее 12 нм.

Как известно, самым высоким разрешением сегодня обладают туннельные и атомно-силовые микроскопы, сканирующие своей иголкой поверхность и способные даже манипулировать отдельными атомами. Ученые давно мечтают приспособить эти чудесные инструменты для массового производства. В IBM, скажем, создали модификации таких микроскопов с целым массивом иголок, которые могут что-то делать одновременно, но до сих пор все разработки были слишком далеки от практики.

Теперь, похоже, мечты начинают сбываться. Предложенный в Джорджии метод чрезвычайно прост и эффективен – как раз то, что нужно технологам. Обрабатываемую поверхность покрывают тонким слоем специального термочувствительного полимера, а иголку атомно-силового микроскопа нагревают и проводят над поверхностью так, чтобы от нагрева изменилась химическая структура полимера. После того как нужный рисунок нанесен, на «обожженные» места можно химически осадить, например, металл проводника, протравить канавку или выполнить какую-нибудь другую операцию. Только подбирай подходящий полимер, что не слишком сложно, поскольку иголку можно нагреть до тысячи градусов.

Важно то, что нагретая иголка может лететь над поверхностью со скоростью более миллиметра в секунду, что для атомных масштабов быстрее пули. Все конкурирующие методы по крайней мере на четыре порядка медленнее. Кроме того, миниатюрную иголку удается нагревать и охлаждать до миллиона раз в секунду, поэтому даже на таких скоростях можно получить четкий и сложный рисунок.