Il sogno di lunga data di creare strutture tridimensionali atomicamente precise in un ambiente di produzione si sta avvicinando alla realtà, secondo il massimo scienziato di un'azienda che produce strumenti mirati a quell'ambizioso obiettivo.
John Randall, Vicepresidente di Zyvex Labs a Richardson, Tex., afferma che i suoi ricercatori hanno dimostrato un processo che utilizza una punta di microscopio a scansione a effetto tunnel per rimuovere gli atomi di idrogeno dalla superficie protettiva dal silicio uno alla volta e quindi aggiunge singoli strati atomici di silicio solo a quelle aree meticolosamente ripulite. Randall descrive il risultato oggi all'AVS 57th International Symposium &Exhibition, che si svolge questa settimana all'Albuquerque Convention Center nel New Mexico.
Ad oggi, I ricercatori di Zyvex Labs hanno dimostrato la rimozione di 50 atomi di idrogeno al secondo. Ma con esperienza e innovazione, Randall prevede grandi miglioramenti nella velocità di questo fattore limitante.
"Ci sono molti percorsi per scalare, compreso il parallelismo, " dice. "Un aumento di velocità di mille volte sarà abbastanza facile da ottenere".
Entro sette anni, Randall prevede che Zyvex Labs venderà strumenti di produzione iniziale in grado di rimuovere più di un milione di atomi di idrogeno al secondo utilizzando 10 punte parallele al costo di circa $ 2, 000 per micrometro cubo di silicio aggiunto (48 miliardi di atomi).
Le applicazioni che trarrebbero maggior beneficio dall'avere minuscole strutture atomicamente precise includono membrane a nanopori, strutture qubit per computer quantistici e standard di nanometrologia. Applicazioni su larga scala, come modelli di nanoimpronta, avrebbe bisogno di ulteriori miglioramenti in termini di costi e prestazioni per diventare economicamente sostenibile.
Il processo Zyvex è attualmente utilizzato solo su superfici in silicio, che sono tipicamente rivestiti con atomi di idrogeno legati a qualsiasi atomo di silicio esposto. Il processo prevede due fasi:la prima, in un vuoto ultra spinto, un microscopio a scansione a effetto tunnel è diretto a rimuovere singoli atomi di idrogeno solo da quelle posizioni in cui verrà successivamente aggiunto ulteriore silicio. Secondo, viene introdotto un gas di idruro di silicio. Un singolo strato di queste molecole aderisce a qualsiasi atomo di silicio privo di idrogeno esposto. Dopo la deposizione, il gas viene rimosso e il processo viene ripetuto per costruire tanti strati tridimensionali di silicio atomicamente puro quanti sono necessari.
