Verdens mindste bladomslag måler 11 x 14 mikrometer (m/ video)

For at skabe mere energieffektive skyer og knuse Big Data hurtigere, vi har brug for en ny generation af teknologier, herunder nye transistorer. Men før vi kan sætte disse fremtidige teknologier i masseproduktion, vi har brug for nye teknikker til prototyper under 30 nanometer - størrelsen, hvor prototyping bliver stadig vanskeligere. Et nanometer er 80, 000 gange mindre end diameteren på et menneskehår.

Nu 50 år gammel, Moores lov har næsten nået sin grænse. For eksempel er en processorens urhastighed næsten ikke steget i de sidste fem år, med typiske driftsfrekvenser mellem 2-3 GHz. Ud over, energiforbruget til elektroniske enheder vokser i svimlende hastighed med skøn, der rapporterer, at det tegner sig for op til 10 procent af den samlede elektriske energi, der genereres i industrialiserede lande.

For at fortsætte med at skalere størrelsen på transistorer, IBM -forskere undersøger forskellige materialer til udskiftning af silicium, og forskellige transistordesign, som naturligvis skal testes grundigt inden masseproduktion.

Dagens nano-skala prototypedesign er fremstillet ved hjælp af e-beam litografi, som bruger en elektronstråle til at oprette brugerdefinerede mønstre til test. Men dette udstyr er komplekst, dyrere og mindre bekvem.

IBM -forskere har arbejdet på at løse disse ulemper, og udviklede et nyt værktøj inspireret af hieroglyffer, skriftsproget skabt af de gamle egyptere. Kernen i teknologien er en lille, opvarmelig siliciumspids med en skarp spids - 100, 000 gange mindre end en skærpet blyant. Når den fungerer som en 3D -printer, "mejsler" den materiale væk ved lokal fordampning.

"Med vores nye teknik kan vi opnå en meget høj opløsning ved 10 nanometer til stærkt reducerede omkostninger og kompleksitet. Især ved at kontrollere mængden af ​​fordampet materiale, Vi kan også producere 3D -reliefmønstre med en hidtil uset nøjagtighed på kun et nanometer i lodret retning. Nu er det op til fantasien hos forskere og ingeniører at anvende denne teknik til virkelige udfordringer, "sagde Dr. Armin Knoll, fysiker hos IBM Research.

For at demonstrere værktøjet og stimulere entusiasmen for nanoteknologi for en ny generation af forskere, IBM indgik et samarbejde med National Geographic Kids -magasinet for at "mejle" verdens mindste bladomslag nogensinde. Det nyligt certificerede GUINNESS WORLD RECORDS -dæksel er 11 × 14 mikrometer - i denne størrelse 2, 000 kunne passe på et gran salt. Coveret blev afsløret på USA Science and Engineering Festival i Washington, DC.

Nuværende e-beam teknikker kan ikke replikere dette nye værktøjs høje opløsning, og det ville tage flere timer, før omslaget kunne behandles og afbildes. Ud over, IBM -værktøjet kan passe på en bordplade, og mønstrene kan testes, da de er skrevet til hurtig prototyping.

Forskere forestiller sig applikationer ud over transistorer, herunder sikkerhedsmærker i nano-størrelse for at forhindre forfalskning af dokumenter som valuta, pas og uvurderlige kunstværker og inden for det nye felt inden for quantum computing. En måde at forbinde kvantesystemer er via elektromagnetisk stråling eller lys. Spidsen i nanostørrelse kan bruges til at skabe mønstre af høj kvalitet til at styre og manipulere lys med en hidtil uset præcision.

IBM har licenseret "mejsling" -teknologien til en nystartet virksomhed i Schweiz ved navn SwissLitho, der bringer teknologien på markedet under navnet NanoFrazor. For flere uger siden afsendte firmaet sin første NanoFrazor til McGill Universitys Nanotools Microfab i Canada, hvor forskere og studerende vil bruge værktøjets unikke fremstillingsevner til at eksperimentere med ideer til design af nye nano-enheder. For at fejre værktøjets ankomst lavede universitetet et nano-stort kort over Canada, der måler 30 mikrometer eller 0,030 millimeter i længden.