Etsausta spintroniikalle ja laaksotroniikalle

Tanskalaisen DTU:n ja Graphene Flagshipin -tutkijat ovat nostaneet nanomateriaalien kuvioinnin taiteen seuraavalle tasolle. 2D-materiaalien tarkka kuviointi on reitti tulevaisuuden tietotekniikkaan 2D-materiaaleja käyttäen, jotka voivat tarjota paremman suorituskyvyn ja paljon pienemmän virrankulutuksen kuin nykytekniikka.

(Suurempi kuva)

"Jos haluamme todella avata aarrearkun tulevaa kvanttielektroniikkaa varten, meidän on mentävä alle 10 nanometrin ja lähestyttävä atomimittakaavaa", sanoo professori ja ryhmänvetäjä DTU Physicsissa Peter Bøggild.

Ja juuri sen tutkijat ovat onnistuneet tekemään.

"Osoitimme vuonna 2019, että pyöreät reiät, jotka on sijoitettu vain 12 nanometrin etäisyyksille, muuttavat puolimetallisen grafeenin puolijohteeksi. Nyt tiedämme, kuinka luodaan pyöreitä reikiä ja muita muotoja, kuten kolmioita, nanometrisen terävillä kulmilla. Tällaiset kuviot voivat lajitella elektronit niiden spin perusteella joten ne luovat olennaisia komponentteja spintroniikalle tai laaksotroniikalle.

Tekniikka toimii myös muilla 2D-materiaaleilla. Niiden superpienien rakenteiden avulla voimme luoda erittäin pienikokoisia ja sähköisesti viritettäviä metalinssejä käytettäväksi nopeassa viestinnässä ja biotekniikassa", selittää Peter Bøggild.

Tutkimusta johti tutkijatohtori Lene Gammelgaard: "Temppu on sijoittaa nanomateriaali kuusikulmainen boorinitridi sen materiaalin päälle, jonka haluat kuvioida. Sitten poraat reikiä tietyllä syövytysreseptillä", Gammelgaard sanoo ja jatkaa: "Viimeisten vuosien aikana kehittämämme etsausprosessi on pienentänyt kuvioita alle elektronisädelitografiajärjestelmiemme murtamattoman, noin 10 nanometrin rajan. Yleensä kuviot muuttuvat epätäydellisemmiksi, kun niitä pienennetään. Tässä tapahtuu päinvastoin ja tämä antaa meille mahdollisuuden luoda uudelleen rakenteet, jotka teoreettisten ennusteiden mukaan ovat optimaalisia."

Voidaan esimerkiksi valmistaa litteitä elektronisia metalinssejä - eräänlainen erittäin kompakti optinen linssi, jota voidaan hallita sähköisesti erittäin korkeilla taajuuksilla ja josta Lene Gammelgaardin mukaan voi tulla olennainen osa tulevaisuuden viestintä- ja biotekniikkaa.

Hän selittää, että "superresoluutioisen" rakenteiden mekanismia ei edelleenkään ymmärretä hyvin: "Meillä on useita mahdollisia selityksiä tälle odottamattomalle syövytyskäyttäytymiselle, mutta paljoa emme vielä ymmärrä. Silti se on jännittävä ja erittäin hyödyllinen tekniikka meille. Samalla se on hyvä uutinen tuhansille tutkijoille ympäri maailmaa puskea rajoja 2D -nanoelektroniikalle ja nanofotonikalle."

Aiheesta aiemmin:

Muokattava kaistaero grafeenilla

Etsausta 2D-materiaaleilla

Kuvioiden etsaus atomien tasolla