Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Na Northwestern University powstała nowa technologia litograficzna, która może zrewolucjonizować produkcję układów scalonych. Litografia piórem świetlnym (beam-pen litography - BPL) pozwala na szybkie i tanie tworzenie prototypowych układów scalonych.

Chodzi o miniaturyzację - mówi Chad A. Mirkin, profesor z Northwestern University. Konwencjonalne urządzenia do mikro- i nanoprodukcji są bardzo drogie. Próbujemy zmienić to za pomocą nowego podejścia do fotoligotrafii - dodaje.

Za pomocą nowego narzędzia uczeni stworzyli 15 000 identycznych rysunków przedstawiających uproszczoną panoramę Chicago. Efekt taki uzyskano w pół godziny dzięki jednoczesnemu zaangażowaniu 15 000 piór świetlnych. Za pomocą konwencjonalnych metod litograficznych można uzyskać wzory o równie małych rozmiarach, jednak ich tworzenie trwa znacznie dłużej i nie jest możliwe tworzenie ich na dużych powierzchniach.

Każda z miniaturowych panoram składa się ze 182 kropek o średnicy około 500 nanometrów. Do uzyskania pojedynczej kropki konieczne było wystawienie podłoża na działanie strumienia światła przez 20 sekund. Obecnie prototypowe urządzenie pozwala na uzyskanie elementów wielkości 150 nanometrów, a udoskonalenie pióra pozwoli na zmniejszenie ich poniżej 100 nm. Uczeni z Northwestern już stworzyli kolejny prototyp wykorzystujący 11 milionów piór zgromadzonych na przestrzeni kilku centymetrów kwadratowych.

To już trzecie pióro litograficzne w arsenale Mirkina. W 1999 roku opracował on technologię Dip-Pen Nanolithograpny, a w 2008 - polymer-pen lithography (PPL). Obie te techniki służą do nanoszenia na podłoże materiału chemicznego.

BPL jest podobna do PPL, z tą jednak różnicą, że zamiast "atramentu" z molekuł, używa strumienia światła.

Każde z piór ma kształt piramidy, pokrytej cienką warstwą złota. Następnie złoto usuwane jest z czubka, tworząc otwór. Piramidy łączone są w matrycę, w której znajdują się do góry nogami. Duże otwarte podstawy piramid wystawiane są na działanie światła, a jego strumienie przedostają się przez otwarte czubki i precyzyjnie trafiają w określone miejsce materiału światłoczułego.

Kolejną zaletą takiego rozwiązania jest fakt, że nie musimy używać wszystkich piór jednocześnie - dodaje Mirkin.

Uczony dodaje, że jego technologia posłuży to szybkiej i taniej produkcji prototypów. Niewykluczone, iż przyda się też do tworzenia gotowych układów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Sól kuchenna pozwoliła inżynierom z Singapuru opracować metodę gęstszego upakowania danych w dyskach twardych. Obecnie dostępne HDD mogą przechowywać do 625 gigabitów na calu kwadratowym powierzchni. Singapurska technologia pozwoli na zwiększenie upakowania od 1,9 do 3,3 terabita. Innymi słowy, w najbliższej przyszłości w sklepach mogą pojawić się dyski o nawet pięciokrotnie większej pojemności niż obecnie.
      Azjatyccy eksperci dodali chlorek sodu do roztworu używanego w procesie litograficznym. To pozwoliło na tworzenie bardzo uporządkowanych nanostruktur o średnicy 4,5 nanometra każda. We współczesnych dyskach twardych to ziarno ma średnicę 7-8 nanometrów. Wziąwszy pod uwagę fakt, że pojedynczy bit przechowywany jest w grupie „ziaren" możliwe było nawet 5-krotne zwiększenie gęstości zapisu.
      Niezwykle ważną cechę nowej technologii jest to, że współpracuje ona ze współcześnie wykorzystywanym sprzętem. Producenci nie będą więc musieli inwestować w niezwykle drogie urządzenia do litografii. Wystarczy niewielka zmiana składu używanego płynu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pierre Le Guennec, 71-letni emerytowany elektryk, który pracował przed laty dla Picassa, ujawnił 271 nieznanych wcześniej dzieł mistrza, w tym litografie, obrazy kubistyczne i akwarelę. Twierdzi, że dostał je od malarza w prezencie, ale Claude Picasso w to nie wierzy, utrzymując, że ojciec był związany ze swoimi pracami, a ich rozdawanie na tak dużą skalę jednej osobie byłoby prawdziwym ewenementem.
      Kolekcja Francuza jest warta ok. 60 mln euro. W związku z podejrzeniem popełnienia przestępstwa do sądu trafił pozew dotyczący nielegalnego wejścia w posiadanie dzieł sztuki. Zgodnie z artykułem opublikowanym w gazecie Liberation, wśród cudownie odnalezionych prac znajduje się m.in. akwarela z tzw. okresu błękitnego (przypadającego na lata 1901-1904). Same obrazy kubistyczne, a jest ich 9, mają wartość 40 mln euro.
      Od 1970 r. do śmierci Picassa 3 lata później Le Guennec instalował systemy antywłamaniowe w wielu domach malarza we Francji, m.in. w willi w Cannes. Minęły prawie 4 dekady i we wrześniu br. elektryk spróbował się skontaktować z synem artysty Claude'em, który miał mu pomóc w potwierdzeniu autentyczności prac. On jednak nie dał wiary wyjaśnieniom 71-latka.
      Gdy zakończyła się identyfikacja prac, rodzina Picassów powiadomiła specjalny oddział policji ds. dzieł sztuki. Ponoć zjawił się on już w posiadłości elektryka na Lazurowym Wybrzeżu, dokonując konfiskaty i przesłuchując podejrzanego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na urządzenia litograficzne kolejnej generacji będą mogły pozwolić sobie tylko nieliczne firmy. Sprawdzają się bowiem najbardziej pesymistyczne przewidywania dotyczące ich ceny. Dan Hutcheson, prezes firmy VLSI Research poinformował, że skanery litograficzne pracujące w ekstremalnie dalekim ultrafiolecie (EUV) będą kosztowały.... 125 milionów dolarów za sztukę. Gdy w 2003 roku Intel przewidział, że tego typu urządzenia będą potrzebne i zaproponował ich budowę, przedstawiciele koncernu uważali, że skaneray EUV będą kosztowały około 20 milionów dolarów.
      Jednak Dan Hutcheson mówi, że nie powinniśmy się dziwić tak wysokiej cenie. Przypomina, że już wiele lat temu Risto Puhakka, który wówczas był prezesem VLSI Research przewidywał, dokonując porównania kosztu budowy skanera do piksela oferowanej przezeń rozdzielczości, że ceny mogą być aż tak wysokie. Wtedy wszyscy uważali, że to wielka przesada, a teraz zamawiają urządzenia w takiej cenie - mówi Hutcheson.
      Pomimo sporych opóźnień, spowodowanych ogromnymi kosztami i trudnościami technicznymi, litografia w ekstremalnie dalekim ultrafiolecie powoli zdobywa rynek. Firma ASML sprzedała dwa skanery w wersji alfa. Nabywcami byli IMEC i Sematech. Cena urządzenia to podobno 60 milionów USD. Ponadto ASML ma zamówienia na sześć, czyli wszystkie, skanerów produkcyjnych NXE:3100. Cena pojedynczego urządzenia sięga ponoć 90 milionów USD. Firma zebrała też 10 zamówień na NXE-3300, czyli skanery EUV nowej generacji. Zostaną one kupione przez Barclays Capital, Hynix, IMEC, Intela, Samsunga, Toshibę i TSMC.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od jakiegoś czasu znany jest dodatni wpływ estrogenu - żeńskiego hormonu płciowego - na sprawność intelektualną mózgu. W tych właściwościach upatrywano remedium na neurodegeneracyjne choroby mózgu: alzheimera, demencję, parkinsona. Kłopot z tym, że długotrwała terapia estrogenowa powoduje zwiększone ryzyko chorób serca, udaru mózgu i raka. Nie było dotychczas sposobu na likwidację tych negatywnych skutków ubocznych. Rozwiązać problem udało się zespołowi naukowców z Northwestern University w Chicago.
      Deepak Srivastava, kierownik projektu, wraz ze współpracownikami opracował związek, który pozwala skorzystać z dobroczynnych właściwości estrogenu bez skutków ubocznych. Wymagało to zbadania i zrozumienia mechanizmu, w jaki estrogen wzmacnia mózg, a następnie uruchomienia go inną metodą.
      Jak się okazuje, estrogen silnie pobudza wytwarzanie nowych połączeń pomiędzy neuronami kory mózgowej. Zespół Srivastavy stwierdził, że neurony potrafią same wytwarzać estrogen, w pobliżu wypustek dendrytycznych, tworzących połączenia w mózgu, odkryto bowiem nagromadzenie aromatazy, białka odgrywającego kluczową rolę w produkcji estrogenu.
      Skoro mechanizm jest na miejscu i gotowy do użycia, postanowiono z niego skorzystać. Naukowcy z Northwestern opracowali zatem sposób na imitowanie działania estrogenu i uruchomienie receptora estrogenu, to zaś skutkuje pożądanym przyrostem ilości połączeń w mózgu.
      Ponieważ większość chorób neurodegeneracyjnych wiąże się z niszczeniem tych właśnie połączeń, opracowany sposób może posłużyć jako skuteczna terapia hamująca, lub nawet odwracająca skutki choroby.
      Odkrycie zostało zaprezentowane na konferencji Neuroscience 2010 w San Diego.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Napędzanie samochodów wodorem to bardzo pociągające idea, która jest niezwykle trudna w realizacji. Wodór jest bowiem bardzo trudno przechowywać i nikt dotychczas nie potrafi skonstruować samochodowego zbiornika, który będzie prosty i bezpieczny w eksploatacji,a jednocześnie zabierze ilość paliwa wystarczającą do przejechania kilkuset kilometrów.
      Jedną z metod radzenia sobie z tym problemem jest zamykanie wodoru w pułapkach z węgla, tlenu i wodoru połączonych jonami metali. Takie krystaliczne struktury zwane MOF (metal-organic framework) są bardzo obiecujące, jednak są toksyczne i trudne w produkcji.
      Tymczasem Fraser Stoddard z Northwestern University proponuje produkcję MOF z materiałów biodegradowalnych, odnawialnych, łatwo dostępnych i całkowicie bezpiecznych dla człowieka. Tak bezpiecznych, że... można je jeść.
      Przepis na bezpieczne MOF-y brzmi: cukier (gamma cyklodekstryna), sól (benzoesan potasu lub chlorek potasu), woda, alkohol. Jak mówi doktor Ronald Smaldone, całość smakuje nieco jak krakersy. Jednak odpowiednie przygotowanie wymienionych powyżej składników powoduje, że powstają kryształy zdolne do wiązania wodoru, z których wodór w łatwy sposób się uwalnia.
      Kryształy MOF są wykorzystywane od 1999 roku do przechowywania gazów. Jednak do ich produkcji potrzebna jest ropa naftowa, przez są one toksyczne, a zatem niebezpieczne w użyciu i wymagają specjalnego obchodzenia się zarówno w czasie użytkowania, jak i podczas składowania na wysypisku. Tymczasem nowe MOF są tak bezpieczne, że po użyciu można je po prostu rozpuścić w wodzie i wylać do zlewu.
      Głównym składnikiem "przepisu" Stoddarda jest gamma cyklodekstryna. To ona tworzy molekularny szkielet pułapki i dzięki niej powstają kryształy. Gdy uczeni zbadali je pod mikroskopem, ze zdziwieniem zauważyli, że utworzyły one MOF, które są trudne do uzyskania za pomocą składników organicznych.
      W MOF-ach bardzo ważna jest symetria. A problem z naturalnymi materiałami jest taki, że nie tworzą one symetrycznych struktur, przez co nie krystalizują w uporządkowane struktury - mówi Stoddard. Bliższe badania pokazały, że symetrię zapewnia gamma cyklodekstryna, która składa się z ośmiu symetrycznie rozłożonych merów glukozowych. Uczeni najpierw rozpuścili gamma cyklodekstrynę i sól potasową w wodzie, którą później odparowano w obecności alkoholu.
      W efekcie takich działań powstały kryształy w formie sześcianów, składające się z sześciu molekuł gamma cyklodekstryny połączonych w trójwymiarową strukturę za pomocą jonów potasu. Wcześniej nie znano tego typu struktur. Niewykluczone, że uda się je też uzyskać z zastosowaniem innych materiałów.
      Nowo powstałe struktury posiadają liczne łatwo dostępne pory, które można wykorzystywać do przechwytywania i przechowywania gazów. Pory stanowią aż 54% objętości struktury.
      Naukowcy mają więc nadzieję, że ich wynalazek uda się wykorzystać wszędzie tam, gdzie dotychczas stosowano tradycyjne MOF-y.
×
×
  • Create New...