水,让电线更具纳米性

莱斯大学将水作为制备线宽小于10纳米的金属和半导体线的关键组分。莱斯实验室的化学家James Tour发现,水表面形成的弯曲液面是制备纳米线的有效工具。
Tour在莱斯的研究团队和研究生Vera Abramova,Alexander Slesarev已经分别制备出线宽在6至16 nm之间的硅线、二氧化硅线、金线、铬线、钨线、钛线、二氧化钛线和铝线,同时他们制备出具有多种材料的交叉结构的纳米线。
赖斯大学制备出纳米线的过程被称为弯液膜光刻技术(meniscus-mask lithography)。图上从左到右分别是他们制备出的硅线、二氧化硅线、金线、铬线、钨线、钛线、二氧化钛线和铝线。图片比例尺为1微米(图片来源:Tour Group/Rice Univ.)
目前,一篇关于弯液膜光刻技术的报告发表在《纳米快报》上。
由于可以使电路最小化,半导体行业被誉为朝阳产业。现在世界上最先进的集成电路导线线宽接近10 nm,微小到只有高倍的显微镜才可以观测。数十亿路径相互连接的晶体管聚集成现代的电子设备。
莱斯的Tour说:“当小于10纳米的线宽可以很轻易的制备出来,可能为芯片市场带来一场技术革命。目前,世界上没有其他方法来制备这种集成表面。”
目前制备微小电线的方法需要几个步骤,光刻技术作为蚀刻集成电路的标准方法,由于其物理因素限制了材料进一步的收缩能力。其实,大部分的半导体纳米线和金属纳米线是可以合成的,但是应用于集成电路作为电线使用还比较困难。
水具有表面张力最小化的优势,这使得研究人员发现,可以将水作为制备纳米线的一种工具。通过水分子形成弯液面,使得材料以某种模式聚集起来。弯液膜光刻技术的过程如下:使材料以某种序列形成,利用弯液面将电线包裹,其侧边利用金属进行屏蔽,经过蚀刻,纳米线形成。
Tour说这种技术可以和现代制造技术结合使用,设备不必经过改进即可实现。
新材料在线编译整理——翻译:陈琼
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