НАНОТЕХНОЛОГИИ

Конец августа и начало сентября оказались необычайно богатыми на сообщения о достижениях в области нанотехнологий, способных повлиять на будущее вычислительной техники. “Виновником” этих сообщений оказалась IBM. В журнале Science от 31 августа были опубликованы доклады двух групп ученых, в которые входят сотрудники лабораторий IBM из Америки и Швейцарии. Одна из этих групп научилась считывать состояние намагниченности изолированного атома железа, помещенного на подложку из нитрида меди, что открывает возможности для создания систем хранения со сверхвысокой плотностью информации. Другая разработала молекулярный переключатель, который может находиться в двух стабильных состояниях и менять состояния с помощью сканирующего туннельного микроскопа.

Через две недели после этой публикации исследователи IBM совместно с учеными из Цюрихского политехнического института продемонстрировали новую технологию печати с помощью наночастиц (частиц с характерными размерами менее 100 нанометров). Предполагают, что эта технология ускорит создание биодатчиков нанометрового размера и линз для отклонения светового потока внутри будущих оптических чипов, а также нанопроводов, которые могли бы стать основой для перспективных компьютерных микросхем.

В отличие от существующих технологий, когда частицы последовательно вырезались из более крупных фрагментов, в процессе нанопечати на целевую поверхность наносятся уже готовые наночастицы. Это упрощает совмещение разнородных материалов, таких как металлы, полимеры, полупроводники и окислы.

Исследователи смогли нанести на подложку частицы диаметром 60 нанометров с разрешением в одну частицу (соответствующий показатель — 100 000 точек на дюйм). В перспективе это позволит создавать разнообразные наношаблоны. ”Данная технология открывает новые возможности для прецизионного и экономически оправданного нанесения разных наночастиц на поверхности широкого класса”, — утверждает исследователь в области нанолитографии из лаборатории IBM в Цюрихе Хайко Вольф. Экспериментаторы “напечатали” линии для создания из наночастиц плотно упакованных проводов, которые могли бы применяться в молекулярной электронике, а также регулярно чередующиеся массивы золотых частиц, используемые как затравка при выращивании нанопроводов.

В биомедицине этот процесс может быть задействован при печати больших массивов биофункциональных цепочек, позволяющих обнаружить и идентифицировать в организме определенные клетки или маркеры. Еще один пример возможного применения — быстрый скрининг на маркеры раковых клеток или сердечной недостаточности (Термин “скрининг” происходит от английского "screening" — отбор, просеивание. Здесь скрининг означает отбор группы людей, у которых высока вероятность развития злокачественных новообразований). При использовании в устройствах для оперативной диагностики на месте оказания медицинской помощи регулярные массивы биофункциональных цепочек способны автоматически и исключительно быстро выдать результаты по пробам минимального объема.

Данная технология позволяет “печатать” оптические материалы с новыми свойствами, например, для использования в оптоэлектронных устройствах. Помимо этого могут быть созданы “метаматериалы”, в которых структуры будут иметь размеры, сопоставимые с длиной световой волны, вследствие чего они будут вести себя как микролинзы с необычными свойствами.

Пригодится такая технология и при разработке новых полупроводниковых приборов. В одном из экспериментов исследователи смогли добиться контролируемого размещения каталитических зародышевых частиц для выращивания полупроводниковых нанопроводов. Такие нанопровода являются перспективными кандидатами для построения транзисторов, которые найдут применение в будущих микросхемах. Сейчас ученые совершенствуют данную технологию, чтобы повысить ее точность до уровня, соответствующего требованиям производства больших интегральных схем, и обеспечить возможность использования частиц еще меньшего размера.

Версия для печати (без изображений)