傳統(tǒng)的光刻技術(shù)和自動(dòng)裝配成形技術(shù)的融合
納米世界一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)是原子與原子之間的精確的定位。歷史上
對(duì)于這種挑戰(zhàn)有兩種方法:由上而下的光刻技術(shù)和由下而上的自組裝技
術(shù)。光刻技術(shù)在集成電路的發(fā)展過(guò)程中已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步。正如上
面所討論的, 目前的光刻技術(shù)的局限性在100nm的范圍內(nèi)。新技術(shù)將
發(fā)展到將這個(gè)尺寸縮小一個(gè)數(shù)量級(jí),但是仍然跟典型的分子內(nèi)部原子間
距0.5nm有很大的差距。
從另一方向說(shuō),使用自組裝技術(shù),化學(xué)家按常規(guī)根據(jù)原子間的精確
距離制造分子。晶體是大范圍順序的精確的自組裝的一個(gè)很好的例子。
在一個(gè)直徑300mm的硅晶片上,如果你知道一個(gè)單個(gè)細(xì)胞的位置和方位
,那么你便知道在溫度、壓力、混合物、熱運(yùn)動(dòng)引起的變化范圍內(nèi)的晶
片另一面或另一端的原子的精確位置。最近的研究可能為分子的自組裝
技術(shù)提供納米尺寸上的橫向空間。作為一個(gè)總的原則——雖然不是不能
侵犯,這些努力已經(jīng)導(dǎo)致了一個(gè)非常好的定位秩序(如最近的鄰居)和相
對(duì)大范圍的秩序(宏觀上)。提供多晶合點(diǎn)是固有技術(shù),例如在一個(gè)平坦
的、非晶粒的表面上。多晶域如過(guò)程中的熱力學(xué)所規(guī)定的那樣形成核,
單個(gè)晶粒增長(zhǎng)和結(jié)合的結(jié)果形成晶界。
一個(gè)現(xiàn)行的研究方向是融合這兩種技術(shù)并且使用每項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮最大
的優(yōu)勢(shì)。自上而下光刻技術(shù)能提供一個(gè)從厘米向下的大范圍尺寸,現(xiàn)在
能夠縮小到大約100nm的特征尺寸。分子自組裝在10nm尺寸以下能很好
的工作。這些方式聯(lián)系緊密以致它們能夠合并在一起,并且提供了完全
控制從宏觀到原子的可能性。納米技術(shù)將可能需要通過(guò)這些來(lái)控制所有
空間尺寸。
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