Islitografi:Muligheder og udfordringer i 3-D nanofabrikation

Nanoteknologi og nanovidenskab aktiveres af nanofabrikation. Elektronstrålelitografi (EBL), hvilket gør mønstre ned til et par nanometer, er en af ​​grundpillerne i nanofremstilling. I det seneste årti, der er gjort betydelige fremskridt inden for elektronstrålebaseret nanofabrikation, såsom den nye islitografi (IL) teknologi, hvori tynde isfilm bruges som resists og mønstret af en fokuseret elektronstråle. Hele processen med IL-nanofabrikation er bæredygtig og strømlinet, fordi spincoating og kemiske udviklingstrin, der almindeligvis kræves til EBL-resists, er unødvendige.

En frisk anmeldelse "Ice lithography for 3-D nanofabrication" af prof. Min Qiu ved Westlake University er udgivet i Videnskabsbulletin . I denne anmeldelse, forfatterne præsenterer nuværende status og fremtidige perspektiver for islitografi (IL). Forskellige isresists og IL-instrumentdesign introduceres også. Der lægges særlig vægt på fordelene ved IL til 3-D nanofabrikation.

IL-teknologien blev først foreslået af Nanopore-gruppen ved Harvard University i 2005. Vandis er den første identificerede isresist til IL, og det er stadig den eneste positive-tone litografiske modstand indtil videre. Som vist i fig. vandis fjernes let inden for elektronstråleeksponeringsområdet. Organisk is kondenseret fra simple organiske molekyler, såsom alkaner, demonstrerer en negativ-resist-lignende evne, hvilket betyder, at kun udsatte mønstre forbliver på substratet efter opvarmning af prøven til stuetemperatur.

IL forskning er stadig i sin vorden, og denne metode har allerede udvist store fordele ved effektiv 3-D nanofabrikation. Forskellig fra spincoating af EBL-resists, isresists er i stand til at belægge alle tilgængelige fryseflader på prøven under isaflejring. Derfor, IL kan behandle prøver med ikke-flade og uregelmæssige overflader, såsom mønstre på AFM-sonder, og mønster på en lille og skrøbelig nanostruktur, såsom suspenderede enkeltvæggede kulstofnanorør. Nyder godt af den meget lave følsomhed af vandis, IL tillader in situ observation af nanostrukturer under isresisten gennem SEM-billeddannelse. Denne funktion forbedrer ikke kun justeringsnøjagtigheden, men forenkler også behandlingstrinnene ved fremstilling af 3-D lagdelte nanostrukturer.

Da banebrydende instrumentforskning og -udvikling er afgørende for at fremme IL-teknologien, denne gennemgang diskuterer endelig udviklingen af ​​IL-instrumenter og giver en klar vejledning om konstruktionen af ​​et dedikeret IL-instrument. Med opdagelsen af ​​nye funktionelle isresists i fremtiden, mere banebrydende og tværfaglige forskning forventes at udnytte potentialerne i IL.