Техника - молодёжи 2010-09, страница 10

XXI - век нано

I 2D10 м аэ ТМ

Для чего нанотехнологу камера-обскура

Олин из перспективных способов получения нанораз-мерных структур - литография, причём сегодня наиболее широко используется оптическая фотолитография. Но она имеет свои недостатки; во-первых, большая длина световой волны ограничивает разрешающую способность этого процесса; во-вторых, после получения изображения необходимо проделать ещё ряд операций, чтобы получить собственно требуемые «конструкции». В частности, химическое селективное травление, экологически вредное и зачастую повреждающее поверхность подложки.

Физики из Института спектроскопии РАН и Московского физико-технического института предложили совершенно новую технологию получения «нанодеталей», обеспечивающую одновременно и простоту, и массовость «производства».

Они изготавливают наноструктуры заданной формы на подложке из полупроводникового материала путём облучения подложки атомами - в опытах использовались атомы индия и серебра. Такая идея даёт целый ряд преимуществ. С нейтральными атомами связано излучение с меньшей дли-

Полученная наноструктура

Экран - подложка

Рис. 1. Схема эксперимента и принцип работы устройства

6)

Рис. 2. Создание структур с размерами порядка 30 нм.

(а) фотография использованной маски; (б) изображение полученной

структуры

а)

а)

6)

Рис.3. Влияние размера отверстий на разрешение камеры, (а) мембрана с отверстиями различного диаметра; (6) изображения полученных структур

ной волны, чем у фотонов видимого света, что означает увеличение разрешающей способности. Кроме того, облучение атомами обеспечивает возможность прямой литографии, то есть создания «целевых» структур прямо из облучающих атомов, что исключает из процесса ряд дополнительных стадий.

Аппаратная основа метода - устройство, по принципу действия аналогичное старинному прибору для получения изображений - камер с-об с куре. Схема его работы показана на рис. I. На маске создают прообраз будущего объекта - его увеличенное изображение. Пучок атомов, проходя через маску и мембрану с точечными отверстиями, формирует на экране - в нашем случае это кремниевая подложка - уменьшенное изображение прообраза, то есть требуемый объект. Поскольку в методе достигается уменьшение габаритов оригинала в десятки тысяч раз, то, имея оригинал с размерами в миллиметры - заметьте, это объект макромира, - получаем самый настоящий нанообъект. Минимальный размер элементов наноструктур в экспериментах авторов составил 30 нм (рис. 2).

Исключительно благоприятным обстоятельством является то, что в мембране может быть множество отверстий, и за каждым из них образуется изображение - получается организованный массив наноструктур заданного вида.

Добавим, что разрешающая способность камеры может регулироваться за счёт изменения диаметра отверстий в мембране (рис. 3). По мнению учёных, с помощью изобретённой технологии и реализующего её устройства можно получать структуры весьма сложной формы, из разных материалов, на подложках разного состава.

Генерейка или батаратор?

В предыдущем номере («ТМ» №8 за 2010 г.) мы писали о суперконденсаторах с двойным электрическим слоем, производимых Сарапульс.ким заводам «Элсконд». Сегодня приходится констатировать, что изобретательные японцы пошли дальше. На основе аналогичной технологии они изготовили, ни много ни мало, - самоза-ряжающиеея батарейки.

Конечно, гибридный автомобиль на них не поедет, но для телевизионного пульта и лаже светодиодного фонарика их мощности хватает.

Устройство, предлагаемое компанией" «Бразер Индаст-риз», называется Vibration-powered Generating Battery, то есть, приблизительно, батарея с виброгенерацией. Из названия понятен принцип; сочетание генератора, работающего от вибраций, с накапливающим элементом; энергия извлекается из колебаний человека при ходьбе. Конечно, сам по себе этот принцип далеко не нов, новостью является то, что впервые такую систему смогли (или догадались?) смонтиро-

8