In un esempio di come un fanatico della tecnologia mostra lo spirito scolastico, un ingegnere ha creato un logo dorato dell'Università dello Utah che è più piccolo della larghezza di un capello umano medio.

L'incisione dell'oro è larga solo 70 micron, cioè 70 milionesimi di metro, o meno di tre millesimi di pollice, che è circa il diametro di un capello biondo, tra i tipi più sottili di capelli umani.

L'incisione è stata eseguita su una base di silicio utilizzando un sottile fascio di elettroni da uno dei due microscopi elettronici acquistati dall'università nel 2008. Sebbene la tecnica della litografia a fascio di elettroni non sia nuova, il simbolo del medaglione è più complesso dei modelli comunemente realizzati.

"Le persone di solito fanno cose come linee e rettangoli, "dice Randy Polson, che ha realizzato il piccolo medaglione ed è un ingegnere ottico senior per il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'università. "Il software fornito con il microscopio includeva alcune demo di figure stilizzate. Ho pensato, 'Hey, Posso fare meglio di una figura stilizzata.'"

Il medaglione è uno dei tanti loghi ufficiali utilizzati dall'università. Raffigura il simbolo del blocco U dell'università e la data di fondazione, con uno sfondo di montagne e raggi di sole.

È inciso su una piastrina di silicio di due quinti di pollice quadrato. Ad occhio nudo è un puntino appena percettibile. Sotto un microscopio ottico convenzionale, sembra un cerchio sfocato. I suoi dettagli completi sono rivelati solo da un microscopio elettronico a scansione, lo stesso dispositivo utilizzato per crearlo.

Nell'immagine al microscopio elettronico, le parti ricoperte d'oro appaiono bianche, mentre lo sfondo in silicone appare nero. La linea più fine sul medaglione circonda il design. Quella linea è spessa solo 20 nanometri. Sono 20 miliardesimi di metro, o circa otto decimilionesimi di pollice di larghezza. Questa è la lunghezza della catena di 75 atomi d'oro, dice Polson.

I microscopi elettronici a scansione sono usati più spesso per visualizzare la struttura superficiale degli oggetti. Il microscopio invia un sottile fascio di elettroni sul campione, scansione avanti e indietro sulla superficie.

La modalità di imaging più comune rileva gli "elettroni secondari" rilasciati dagli atomi del campione attraverso reazioni con il fascio di elettroni. I campioni nel microscopio elettronico che è stato utilizzato per creare il medaglione devono essere asciutti, ma l'altro microscopio elettronico del dipartimento può analizzare campioni bagnati, una caratteristica utile per la ricerca biologica.

I microscopi elettronici possono creare incisioni utilizzando la litografia a fascio di elettroni perché i fasci di elettroni rompono alcune grandi molecole in catene più corte di molecole più piccole.

Per creare il piccolo medaglione dell'Università dello Utah, Polson ha prima rivestito il chip di silicio con un sottile strato di "fotoresist, " una resina polimerica composta da lunghe catene di molecole. Quindi ha focalizzato il fascio di elettroni sulla superficie del resist, spezzando le catene in brevi frammenti ovunque volesse che il metallo aderisse.

Ha immerso il chip esposto in un solvente che ha lavato via le catene corte e ha lasciato quelle lunghe attaccate al silicio. Poi ha dorato la superficie esposta - dove erano state rimosse le catenelle - ponendo il chip in una camera di metallo vaporizzato. Là, il nichel si è depositato sul silicio esposto, e poi uno strato d'oro è stato posto sul nichel. Polson ha usato un altro solvente per lavare via il fotoresist rimanente.

Il processo è durato circa un'ora. Però, la maggior parte del progetto consisteva nella regolazione e nel perfezionamento delle impostazioni del microscopio, parte del lavoro di Polson per rendere disponibile il microscopio per la ricerca. Ci sono voluti mesi a Polson per calibrare il microscopio e capire esattamente quali istruzioni dargli per ottenere un'immagine nitida del medaglione universitario.

Le sfide includevano la determinazione del periodo di tempo per esporre il resist - troppo breve e non abbastanza resist lava via, troppo lungo e l'immagine appare sfocata - e regolando la forma del fascio di elettroni, che tende ad essere ellittica invece che rotonda.

Oltre a mantenere il microscopio, Polson assiste i ricercatori universitari e privati ​​che vogliono utilizzarlo a pagamento. Le persone cercano il suo aiuto con la funzione di litografia per compiti come la fabbricazione di nanofili e altri componenti per la nanoelettronica. Le capacità di imaging sono utilizzate in settori diversi come quello farmaceutico e dell'ingegneria metallurgica.