{"id":25487,"date":"2012-02-22T16:21:33","date_gmt":"2012-02-22T13:21:33","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=25487"},"modified":"2012-02-22T16:21:33","modified_gmt":"2012-02-22T13:21:33","slug":"nanolitograafia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=25487","title":{"rendered":"Nanolitograafia"},"content":{"rendered":"

Nanolitograafia on nanotehnoloogia haru, mis tegeleb nanoelektroonika komponentide valmistamisega. Selliseid komponente kasutatakse mikroprotsessorites, m\u00e4ludes, rakendusotstarbelistes mikroskeemides (integrated circuits<\/em>). T\u00e4nu litograafia tehnoloogiate arengule on pooljuhtt\u00f6\u00f6stust saatnud edu, mida kinnitab ka Moore\u2019i seadus. \u00dcldiselt on nanostruktuursete pindade valmistamiseks kaks l\u00e4henemisviisi: \u00fclevalt-alla (top-down<\/em>) ja alt-\u00fcles meetod <\/em>(bottom-up<\/em>), kuid kasutatakse ka kahte meetodit kombineerivaid tehnoloogiaid.<\/p>\n

\"\"<\/a>\u00dclevalt-alla meetodid<\/h3>\n

\u00dclevalt-alla meetodid on enim kasutuses pooljuhtide uurimustes ja t\u00f6\u00f6stuses.<\/p>\n

Fotolitograafia<\/h3>\n

Fotolitograafia ehk optiline litograafia on olnud mikroskeemide litografeerimisel valdavaks tehnikaks. Selles kasutatakse v\u00e4ga madalaid lainepikkusi (193 nm). Meetodi t\u00f6\u00f6p\u00f5him\u00f5te on j\u00e4rgmine:<\/p>\n

alus ehk substraat kaetakse kilega (1). Kile peale kantakse fotoresisti kiht, mis muutub UV-kiirguse m\u00f5jul lahustuvaks (positiivne fotoresist) v\u00f5i lahustumatuks (negatiivne fotoresist) spetsiaalses kemikaalis (2). Siis valgustatakse eelnevalt sadestatud kilet UV-valgusega l\u00e4bi maski, mis on\u00a0 soovitud integraalskeemi elemendi kujuline (3). Seej\u00e4rel eemaldatakse eksponeeritud resist (4) ning s\u00f6\u00f6vitatakse kilet samast kohast (5). N\u00e4iteks SiO2<\/sub> kile korral saab seda s\u00f6\u00f6vitada HF-ga. Viimase etapina eemaldatakse fotoresist (6), n\u00e4iteks H2<\/sub>SO4<\/sub> abil.<\/p>\n

Elektronkiirlitograafia<\/h3>\n

Elektronide voog kiirendatakase substraadile ning seda liigutatakse elektri- ja magnetv\u00e4lja abil vastavalt soovitud elemendi kujule. Elektronide doos ja kiire energia on t\u00e4pselt kontrollitavad. Elektronkiirega saab \u201ejoonistada\u201c elemente nii otse kui ka l\u00e4bi maski.<\/p>\n

Skaneeriva kiire litograafia<\/h3>\n

Siia alla kuuluvad meetodid, mis kasutavad skeemi \u201ejoonistamiseks\u201c teravikku, mida liigutatakse mehaaniliselt m\u00f6\u00f6da pinda. Skaneeriva kiire litograafia v\u00f5ib jaotada kaheks: keemiline ja f\u00fc\u00fcsikaline pinna modifitseerimine. Esimese meetodi puhul rakendatakse lokaalse oks\u00fcdatsiooni protsesse. Teise meetodi korral moodustub soovitud struktuur materjali f\u00fc\u00fcsikalise liigutamisega substraadil.<\/p>\n

\"\"<\/a>Teravik nanolitograafia<\/strong> <\/em>(Dip-pen nanolithography DPN<\/em>), mis on f\u00fc\u00fcsikaline skaneeriva kiire litograafia meetod, kasutab materjali pinnale kandmiseks AFM\u2019i teravikku. See materjal v\u00f5ib olla kas teraviku enda koostisosa (n\u00e4iteks Au), mida m\u00f5jutatakse j\u00f5u v\u00f5i vooluga, v\u00f5i f\u00fc\u00fcsikaliselt adsorbeeritud materjal. Materjal kantakse teravikult substraadile materjal kapillaarj\u00f5udude abil. [1]<\/p>\n

Teisi \u00fclevalt-alla meetodiga litograafia tehnoloogiaid:<\/h3>\n

S\u00fcgava UV-kiirguse litograafia (Extreme ultraviolet lithography<\/em>)<\/p>\n

R\u00f6ntgenlitograafia (X-ray lithography<\/em>)<\/p>\n

Magnetlitograafia (Magnetolithography<\/em>)<\/p>\n

Kontaktlitograafia (Contact lithography<\/em>)<\/p>\n

Pehme litograafia (Soft lithography<\/em>)<\/p>\n

Alt-\u00fcles meetodid<\/h3>\n

Alt-\u00fcles meetodid on v\u00e4ljaarendanud (bio)keemikud ning need on seotud molekulaarse iseorganiseerumisega (molecular self-assembly<\/em>). Iseorganiseerumise meetodid v\u00f5ib jaotada kaheks: 1) kahjumlik protsess (sacrificial process<\/em>), kus iseorganiseeruvad nanokomponendid eemaldatakse ja need ei osale aktiivselt nanostruktuuride moodustumisel; 2) aktiivne protsess, kus iseorganiseeruvad nanokomponendid on mikroskeemide osaks. M\u00f5lemal juhul p\u00f5hjustavad organiseerumise mitmed molekulisisesed j\u00f5ud (vesinikside, van der Waals\u2019i j\u00f5ud, h\u00fcdrofoobsed\/h\u00fcdrofiilsed ja \u03c0-\u03c0 vastastikm\u00f5jud), millede eesm\u00e4rgiks on minimeerida soojuslikku ja kineetilist energiat, mille tulemusena moodustub muster. [2]<\/p>\n

Nanostruktuuride organiseerumiseks kasutatakse n\u00e4iteks nukleiinhappeid, kuna neil on etteennustatav iseorganiseerumise mudel ja nende dimensioonid on h\u00e4sti teada. Lisaks on neid lihtne funktsionaliseerida.<\/p>\n

DNA-origami tehnoloogia<\/strong> seisneb pika (100nm) \u00fchekiulise DNA molekuli voltimisel juhuslikuks 2D nanovormiks. [3]<\/p>\n

Kombineeritud meetodid<\/h3>\n

Kombineeritud meetod kasutab nii \u00fclevalt-alla kui ka alt-\u00fcles meetodeid. Chung et al<\/em>. [ 4] on kombineerinud DPN-i <\/em>ja DNA-suunatud iseorganiseerumist, kus nanoskaalas eletktroodiliited on DPN-i abil spetsiifilise oligonukleotiidi j\u00e4rjestusega valikuliselt funktsionaliseeritud. Need j\u00e4rjestused suunavad elektriskeemi iseorganiseerumist, mis sisaldavad 20 nm ja 30 nm diameetriga DNA-ga modifitseeritud nanoosakesi. Selle tulemusena moodustuvad liited, mis on \u00fchendatud \u00fcksiku nanoosakesega.<\/p>\n

Viited<\/h3>\n

[1] http:\/\/www.schubert-group.de\/publications\/PDF\/Papers\/Wouters2004_2.pdf<\/a><\/p>\n

[2] K. Galatis et al., \u201ePatterning and templating for Nanoelectronics\u201c, Adv. Mater. 22 (2010) 769-778.<\/p>\n

[3] http:\/\/www.dna.caltech.edu\/Papers\/DNAorigami-nature.pdf<\/a><\/p>\n

[4] Chung et al. \u201eTop-Down Meets Bottom-Up: Dip-Pen Nanolithography and DNA-Directed Assembly of Nanoscale Electrical Circuits\u201c, Small 1 (2005) 64\u201369.<\/p>\n

Autor: T. Kangur<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nanolitograafia on nanotehnoloogia haru, mis tegeleb nanoelektroonika komponentide valmistamisega. Selliseid komponente kasutatakse mikroprotsessorites, m\u00e4ludes, rakendusotstarbelistes mikroskeemides (integrated circuits). T\u00e4nu litograafia tehnoloogiate arengule on pooljuhtt\u00f6\u00f6stust saatnud edu, mida kinnitab ka Moore\u2019i seadus. \u00dcldiselt on nanostruktuursete pindade valmistamiseks kaks l\u00e4henemisviisi: \u00fclevalt-alla (top-down) ja alt-\u00fcles meetod (bottom-up), kuid kasutatakse ka kahte meetodit kombineerivaid tehnoloogiaid. \u00dclevalt-alla meetodid \u00dclevalt-alla meetodid […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":25489,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[155],"tags":[147],"class_list":{"0":"post-25487","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-referaadinurgake","8":"tag-nanotehnoloogia","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25487","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=25487"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/25487\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/25489"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=25487"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=25487"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=25487"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}