Стало возможным создание трехмерных структур в наномасштабе

Создание многих объектов, приборов и аппаратов вокруг нас зависит от контролируемой деформации металлов в таких промышленных процессах, как сгибание, разрезание или штамповка. Можно перенести такую технологию в наномасштабе? Можно создать подобные сложные приборы и аппараты очень маленького размера?

Ученые из Университета Аальто, Финляндия и Вашингтонского университета показали, что это возможно. Комбинируя ионную обработку и нанолитографии, они смогли создать трехмерные структуры в наномасштабе.

Данное открытие следует из длинной работы по пониманию сгибания тонких металлических пленок после того, как их обработали при реактивном ионном травлении.

«Нас озадачивала кривизна на металлических полосках, которая сильно зависела от толщины. Обычно предварительно деформированные двухслойные металлы так не искривляются », — говорит Катя Чапалат из Университета Аальто.

Этот вопрос начал понемногу поддаваться, когда Чапалат вместе с доктором Хуа Чжиангом заметила, что в спектре EDX составленных титаново-алюминиевых (Ti / Al) двухслойных образцах отсутствует пик титана.

Дальнейшие эксперименты в лаборатории О.В.Лунасмаа подтвердили, что полоски выпячиваются вверх с очень зависимой от ширины кривизной, если нижний слой полоски создан с более реактивным для ионов материала, чем верхний слой.

В природе подобные геометрические эффекты происходят в самоорганизующихся структурах, которые человек может увидеть невооруженным глазом. Можно разрезать стебель цветка одуванчика на узкие полоски, положить их в воду и эти полоски скрутяться в зависимости от их ширины, поскольку поглощение воды во внутреннем и внешнем слое стебля не одинаково.

«Мы хотели найти способ использовать эти естественные процессы в организации наноструктур. Это привело нас к внезапному выводу, что сфокусированный луч ионов может спровоцировать локализовано скручивания в наномасштабе ».

Технология может использоваться в различных случаях для создания наноприборов. Структуры на удивление упругие: команда обнаружила, что они достаточно прочные и надежные в ряде неблагоприятных условиях, например, при электричестве или при нагревании.

«Поскольку структуры такие маленькие, то и составления и направление типовых наномасштабных сил, которые действуют на них, пропорционально небольшое», — напоминает доцент Сорин Параоану, глава исследовательской группы Квантти из Университета Аальто.

«Что касается использования, то мы пока показали, что эти структуры могут улавливать и удерживать на месте микрометров частицы. Однако мы верим, что сейчас мы видим только верхушку айсберга: общую теорию процессов самосборки под действием ионов еще надо создать », — отмечает Параоану.

29.04.2015

Поделиться в соц. сетях

Опубликовать в Google Buzz
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники

Добавить комментарий