เทคนิคการพิมพ์ขนาดนาโนเมตรสามารถสร้างความประทับใจให้กับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ได้

เทคนิคการพิมพ์ขนาดนาโนเมตรสามารถสร้างความประทับใจให้กับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ได้

ปีนี้ถือเป็นปีที่ 20 นับตั้งแต่เผยแพร่ผลงานของพวกเขาเป็นครั้งแรก โดยนำเสนอแนวทางที่หลากหลายสำหรับการผลิตจำนวนมากของโครงสร้างนาโนที่เหมือนกันสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เทคนิคนี้และเกี่ยวข้องกับการกดโครงสร้างที่มีลวดลายนาโนลงในโพลิเมอร์ที่หลอมละลายร้อน เมื่อพอลิเมอร์เย็นลง ลวดลายจะถูกประทับลงไปเพื่อให้สามารถใช้เป็นแม่พิมพ์เพื่อสร้างแบบจำลองที่เหมือนกัน

หลายๆ แบบ

ของโครงสร้างเดิมได้ เช่นเดียวกับที่แท่นพิมพ์นำวรรณกรรมมาสู่คนจำนวนมาก มันเป็นเรื่องง่ายที่จะจินตนาการว่าเทคนิคการผลิตชิ้นส่วนนาโนนี้จะมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการผลิตวงจรรวมได้อย่างไร เพื่อเป็นการระลึกถึงการพัฒนานาโนเทคโนโลยีได้เผยแพร่บทความมุมมองเกี่ยวกับเทคนิคนี้ 

และฉันมีโอกาสพูดคุยกับผู้เขียน จากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ที่แอมเฮิร์สต์เกี่ยวกับข้อดี ความท้าทาย และแนวโน้มในอนาคตของเทคนิค แม้ว่าจะมีวิธีการผลิตโครงสร้างขนาด 10 นาโนเมตรในทศวรรษที่ 1990 โดยใช้ลำแสงอิเล็กตรอน การพิมพ์หิน แต่ “มันก็เหมือนกับการเขียนด้วยมือ” 

ดังที่ กล่าวไว้ และการประดิษฐ์ขนาดใหญ่ยังคงเป็นความท้าทาย แม้ว่าจะมีความพยายามอย่างกล้าหาญในการจัดตำแหน่งและควบคุมอีบีมนับหมื่นพร้อมกัน แต่เป็นกระบวนการที่ซับซ้อน เช่นเดียวกับการพยายามเขียนด้วยปากกาหลายพันด้ามในคราวเดียว และปริมาณข้อมูลที่ต้องจัดการก็มหาศาล 

การพิมพ์หินแบบนาโนอิมพรินต์อาจเป็นวิธีที่พร้อมกว่าในการปรับขนาดการผลิตโครงสร้างขนาดเล็กเหล่านี้ เทคนิคนี้ยังช่วยบรรเทาข้อจำกัดอื่นๆ บางประการของเทคนิคที่มีอยู่ Xia อธิบายถึงการถาม Chou ซึ่งเป็นหัวหน้างานระดับปริญญาเอกของเขาในสมัยนั้นว่าทำไมเขาถึงคิดเทคนิคนี้ขึ้นมา 

และปรากฎว่าแรงจูงใจส่วนใหญ่มาจากความผิดหวังต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างนาโนเมื่อเวลาผ่านไป การพิมพ์แบบนาโนได้แนะนำวิธีการ พร้อมสร้างแบบจำลองที่แน่นอน นอกจากนี้ยังสามารถใช้กับพื้นผิวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าซึ่งมีแนวโน้มที่จะเกิดการชาร์จเมื่อใช้กระบวนการผลิตลำแสงอิเล็กตรอน

มุมมอง

ในด้านนาโนเทคโนโลยีอธิบายถึงการพัฒนาล่าสุดบางส่วนสำหรับเครื่องชั่งการผลิตที่มีการแข่งขันในเชิงพาณิชย์ เช่น การพิมพ์หินแบบพิมพ์นาโนแบบม้วนต่อม้วน ไม่ว่าอุตสาหกรรมวงจรรวม (IC) จะรวบรวมเทคนิคนี้ในการผลิตหลักหรือไม่ก็ตาม Xia แนะนำว่าโครงสร้างพื้นฐานของ IC ที่มีอยู่ในขณะนี้

ได้มาถึงระดับที่มีความซับซ้อนสูงแล้ว และอาจมีช่องว่างเพียงเล็กน้อยสำหรับผลกำไรจากการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็นเพื่อแนะนำการพิมพ์หินแบบนาโนอิมพรินต์ อย่างไรก็ตาม สำหรับเทคโนโลยีเกิดใหม่ เช่น เทคโนโลยีที่ใช้ในอุตสาหกรรมฮาร์ดไดรฟ์ การพิมพ์หินนาโนอิมพรินต์อาจมีประโยชน์มากมาย

กล้องจุลทรรศน์จึงเผชิญกับความท้าทายสองประการ: การแยกข้อมูลจากพื้นที่ขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ และดึงข้อมูลจากพื้นที่เล็กๆ นั้นให้ได้มากที่สุด การทำอย่างหลังนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเพราะแต่ละโมเลกุลของสารเรืองแสงจะให้โฟตอนจำนวนจำกัดก่อนที่มันจะหยุดการเรืองแสง

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องดึงข้อมูลจำนวนสูงสุดจากแต่ละโฟตอน โฟตอนตัวเดียวสามารถดึงข้อมูลได้กี่บิต? เราสามารถนึกถึงโมเลกุลเรืองแสงเป็นเครื่องส่งสัญญาณที่ส่งสัญญาณไปยังเครื่องรับ เช่น หลอดโฟโตมัลติพลายเออร์ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม การส่งข้อมูลหนึ่งบิตต้องใช้พลังงาน

โดยประมาณเท่ากับอุณหภูมิของสิ่งแวดล้อม ( T ) คูณด้วยค่าคงที่ โฟตอนของแสงสีเขียว (เช่น ที่ปล่อยออกมาจาก GFPs) มีพลังงาน 95 kTที่อุณหภูมิทางชีวภาพปกติ และโดยหลักการแล้ว อาจให้ข้อมูลประมาณ 95 บิต อย่างไรก็ตาม นี่เป็นขีดจำกัดที่เอื้อเฟื้อเผื่อแผ่ และจะใช้ได้ก็ต่อเมื่อข้อมูลนั้น

สามารถถอดรหัสได้อย่างสมบูรณ์และหากจำนวนโฟตอนที่ปล่อยออกมานั้นน้อยมาก นอกจากนี้ยังต้องการให้เราใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติควอนตัมของโฟตอนให้ดีกว่าปกติ โมเลกุลเรืองแสงโดยทั่วไปจะปล่อยโฟตอนออกมาประมาณ 10 4โฟตอนก่อนที่มันจะเกิดการฟอกสี ดังนั้นเมื่อพิจารณาถึงข้อจำกัด

เหล่านี้แล้ว 

เราอาจจะหวังอย่างดีที่สุดว่าจะได้รับข้อมูลเมกะบิตจากแต่ละฟลูออโรฟอร์ สิ่งนี้ชี้ให้เห็นสองวิธีในการรับข้อมูลเพิ่มเติมจากระบบทางชีววิทยา: การออกแบบระบบกล้องจุลทรรศน์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นซึ่งใช้ประโยชน์จากโฟตอนที่มีอยู่ได้ดีขึ้น และเพิ่มจำนวนโฟตอนที่มี เช่น การออกแบบแท็กเรืองแสง

ประเภทใหม่ ทำลายขีดจำกัดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้พัฒนาจำนวนข้อมูลที่พวกเขาสามารถได้รับจากตัวอย่างอย่างน่าทึ่ง ต้องขอบคุณการกำเนิดของเทคนิคที่สามารถทะลุขีดจำกัดการเลี้ยวเบน เทคนิคเหล่านี้สามารถปรับปรุงความละเอียดได้อย่างมาก แต่ต้องแลกกับการใช้แสงที่มากขึ้น

บนตัวอย่าง ซึ่งอาจทำให้ตัวอย่างเสียหายได้ หนึ่งในคำแนะนำเชิงปฏิบัติข้อแรกสำหรับการเคลื่อนที่เกินขีดจำกัดการเลี้ยวเบนเกิดขึ้นในปี 1928 นักฟิสิกส์ชาวไอริช หลังจากการหารือกับ พิจารณาว่าจะเกิดอะไรขึ้นหากรูรับแสงที่มีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นของแสงที่ส่องผ่านถูกวางไว้ใกล้กับพื้นผิว

ของตัวอย่างมากจนช่องว่างระหว่างรูรับแสงกับพื้นผิวมีขนาดเล็กกว่าความยาวคลื่นนี้ เขาสรุปได้ว่าแสงที่ผ่านรูรับแสงจะมีระยะทางไม่เพียงพอที่จะเลี้ยวเบนก่อนที่จะกระทบตัวอย่างและย้อนกลับผ่านรูรับแสง ดังนั้น โครงสร้างที่ละเอียดมากสามารถแก้ไขได้ อย่างไรก็ตาม การทดสอบแนวคิด

ในเชิงทดลองนั้นต้องการความสามารถในการวางตำแหน่งรูรับแสงเหนือพื้นผิวได้อย่างแม่นยำมาก และรักษาตำแหน่งไว้ในขณะที่ทำการสแกน ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยเทคโนโลยีที่มีในทศวรรษ 1920 แท้จริงแล้ว ไม่ใช่จนกระทั่งปี 1972 ที่  และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ของแนวคิดนี้ 

แนะนำ เว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ wallet