I ricercatori dell'Università dello Utah hanno sviluppato un sistema di modulazione della luce a base di fibre stampate che combina la stampa polimerica e l'ottica a onde quantistiche, fornendo una nuova piattaforma litografica.

I vantaggi unici del metodo di microfabbricazione proposto includono la rapida scrittura diretta di maschere riutilizzabili, costo di processo estremamente basso, e scalabilità, e questi vantaggi forniranno una soluzione di litografia di nicchia che può essere posizionata tra il processo di litografia basata su maschera parallela e il processo di litografia seriale senza maschera. La ricerca, guidato da Jiyoung Chang, assistente professore in ingegneria meccanica dell'U of Utah, è pubblicato sulla rivista, Materiali e interfacce applicati ACS .

La litografia svolge un ruolo cruciale nella ricerca accademica, l'avanzamento della produzione e dell'industria dei semiconduttori. Però, i metodi di litografia all'avanguardia richiedono ancora l'accesso a strumenti e strutture costosi. Inoltre, mancano strumenti e NanoFab nel mondo; l'accessibilità e l'usabilità sono basse. Così, è auspicabile sviluppare una nuova litografia a basso costo con processi fab-free.

Come parte del lavoro, il team ha combinato due componenti principali:un effetto ottico birifrangente mediante il quale la fase dei campi elettromagnetici incidenti ultravioletti (UV) viene modulata quando passa attraverso mezzi otticamente anisotropi, e microfibre polimeriche semicristalline modellate in forma programmabile utilizzando l'elettrofilatura in campo vicino. Implementando l'effetto birifrangente nelle fibre unidimensionali (1-D), i ricercatori hanno creato maschere riproducibili. Quando posizionato tra due polarizzatori lineari che sono perpendicolari tra loro, solo le onde UV che passano attraverso le fibre possono raggiungere la fotoresistenza.

"L'effetto di birifrangenza ottica può cambiare fase la struttura della luce. Sebbene la birifrangenza sia stata utilizzata in applicazioni che sono esistite principalmente nello spazio bidimensionale, come un display a cristalli liquidi e polarimetria, stiamo rinvigorendo il fenomeno ottico attraverso il sistema di esposizione selettiva fibrosa, " ha detto il dottor Jonghyun Kim, un ricercatore post-dottorato presso la Divisione Materiali Applicati dell'Argonne National Laboratory.

I ricercatori hanno dimostrato con successo le caratteristiche chiave della litografia, compreso dritto, curvo, Vettore, e isolamenti da 0-D a 2-D utilizzando fibre 1-D, così come multi-allineamenti senza segni di allineamento. L'intero processo, compresa la creazione di fibre, esposizione e allineamenti ai raggi UV riproducibili, viene eseguito in un sistema da tavolo senza la necessità di una camera bianca. I ricercatori stanno ora sviluppando sistemi in modelli su scala nanometrica.

"Crediamo che questa tecnologia soddisferà l'esigenza di un affidabile, scalabile, e conveniente metodo litografico, " ha detto Kim.