(Phys.org)—Una delle innovazioni più promettenti della nanotecnologia è stata la capacità di eseguire una rapida nanofabbricazione utilizzando punte su scala nanometrica. La velocità di fabbricazione può essere notevolmente aumentata utilizzando il calore. È noto che l'alta velocità e l'alta temperatura degradano la punta... fino ad ora.

"Il trattamento termico è ampiamente utilizzato nella produzione, "secondo William King, il College of Engineering Bliss Professor presso l'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign. "Abbiamo lavorato per ridurre l'elaborazione termica alla scala nanometrica, dove possiamo usare una fonte di calore su scala nanometrica per aggiungere o rimuovere materiale, o indurre una reazione fisica o chimica."

Una delle sfide chiave è stata l'affidabilità delle punte su scala nanometrica, soprattutto con l'esecuzione di nanoscritture su dischi rigidi, superfici dei semiconduttori. Ora, ricercatori dell'Università dell'Illinois, Università della Pennsylvania, e Advanced Diamond Technologies Inc., hanno creato un nuovo tipo di nano-punta per il trattamento termico, che è fatto interamente di diamante.

"L'estremità della punta del diamante ha una dimensione di 10 nm, " King ha spiegato. "Non solo la punta può essere utilizzata per l'elaborazione termica su scala nanometrica, ma è estremamente resistente all'usura."

I risultati della ricerca sono riportati nell'articolo, "Punta di diamante ultrananocristallino integrata su un cantilever riscaldato del microscopio a forza atomica, "che appare nel giornale Nanotecnologia . Lo studio mostra come la punta di diamante da 10 nm scansioni a contatto con una superficie per una distanza superiore a 1,2 metri, e sostanzialmente non subisce alcuna usura a quella distanza.

"La distanza di scansione è pari a 100 milioni di volte la dimensione della punta, " disse King. "Questo è l'equivalente di una persona che cammina quattro volte intorno alla circonferenza della terra, e farlo senza usura misurabile."

"La robustezza di queste sonde a base di diamante in condizioni così difficili - alte temperature e sollecitazioni in un ambiente ossidante - è piuttosto notevole e supera qualsiasi cosa abbia visto con altre sonde AFM, " ha detto Robert Carpick, professore di ingegneria meccanica e meccanica applicata presso l'Università della Pennsylvania e coautore dello studio. "Questo livello di durata combinato con la multifunzionalità di una sonda termica apre davvero nuove applicazioni per l'AFM".

"Siamo soddisfatti dei risultati poiché dimostrano ancora una volta la superiorità delle punte diamantate rispetto a qualsiasi altro tipo di punte per sonde quando si tratta di bassa usura e resistenza agli ambienti difficili, " ha detto Nicolaie Moldovan, uno scienziato presso Advanced Diamond Technologies e coautore dello studio.