Combinando velocità con incredibile precisione, un team di scienziati di Molecular Foundry e utenti del settore ha sviluppato un modo per stampare dispositivi estremamente piccoli sulla punta di una fibra di vetro sottile come un capello umano. Questi minuscoli dispositivi comprimono e manipolano con precisione la luce in modi irraggiungibili dall'ottica convenzionale. L'approccio della squadra, chiamato nanoimprinting in fibra, costruisce punte 30 volte più velocemente rispetto all'approccio di scultura di oggi. Il percorso di scalabilità consiste nel stampare molti suggerimenti invece di scolpire singoli suggerimenti.

Piccole ottiche potrebbero aiutare a migliorare il design delle celle solari, prodotti farmaceutici e semiconduttori. Il nanoimprinting delle fibre velocizza la produzione di nano-ottica da diverse al mese a diverse al giorno. La tecnica apre le porte alla fabbricazione di massa di dispositivi nano-ottici per un uso diffuso.

La nano-ottica ha il potenziale per essere utilizzata per l'imaging, rilevamento, e spettroscopia, e potrebbe aiutare gli scienziati a migliorare le celle solari, progettare farmaci migliori, e realizzare semiconduttori più veloci. Un grande ostacolo all'uso commerciale della tecnologia, però, è il suo processo di produzione che richiede tempo. Il nuovo metodo di fabbricazione, chiamato nanoimprinting in fibra, potrebbe sbloccare questo collo di bottiglia. È stato sviluppato dagli scienziati della Molecular Foundry in collaborazione con gli utenti di Hayward, Tecnologie aBeam basate su CA.

Il loro lavoro si basa sulla sonda Campanile, che è stato sviluppato dagli scienziati della Molecular Foundry quattro anni fa e consente l'imaging spettroscopico con una risoluzione 100 volte maggiore rispetto alla spettroscopia convenzionale. La fabbricazione delle sonde Campanile è stata in parte scienza e in parte arte. Lo stesso vale per altri dispositivi nano-ottici, come lenti microscopiche e divisori di fascio, che divide un raggio di luce in più. Questi dispositivi richiedono la fresatura di una forma 3D con caratteristiche di scala sub-100 nanometri sulla punta di una fibra sottile, che è molto più complicato che fabbricare una nanostruttura su una superficie piana come un wafer.

È qui che entra in gioco il nanoimprinting in fibra. Il primo passo è il più dispendioso in termini di tempo:gli scienziati creano uno stampo con le dimensioni precise del dispositivo nano-ottico che vogliono stampare. Per la sonda Campanile, questo significa uno stampo delle caratteristiche su scala nanometrica della sonda, compresi i quattro lati e lo spazio luminoso largo 70 nanometri alla sommità della piramide. Dopo aver creato lo stampo, viene riempito con una resina speciale e quindi posizionato sopra una fibra ottica. La luce infrarossa viene inviata attraverso la fibra, che consente agli scienziati di misurare l'esatto allineamento dello stampo rispetto alla fibra. Se tutto è a posto, la luce ultravioletta viene inviata attraverso la fibra, che indurisce la resina. Un'ultima fase di metallizzazione riveste i lati della sonda con strati d'oro. Il risultato è una sonda Campanile stampata rapidamente, non meticolosamente scolpita. Facendo questo più e più volte, la squadra può fare un sondaggio ogni pochi minuti.