Quando si cerca di produrre i minuscoli componenti a semiconduttore utilizzati nei dispositivi elettronici, la fotolitografia è il processo di scelta. Non solo fornisce immagini ad alta risoluzione, ma consente anche una produzione ad alto rendimento. Però, mentre la miniaturizzazione dei circuiti elettronici avanza incessantemente, la fotolitografia tradizionale raggiunge limiti sia fondamentali che di costo. Ora, una nuova tecnica fotolitografica che produrrà caratteristiche più piccole di quelle possibili oggi è all'orizzonte. Questo sviluppo è dovuto a un team di ricerca internazionale guidato da Jing Hua Teng e Hong Liu dell'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, Singapore, che includeva collaboratori dell'A*STAR Data Storage Institute, Singapore.

Nella fotolitografia tradizionale, la luce è usata per scrivere, Per esempio, la disposizione di un circuito elettronico su un substrato rivestito con un materiale fotosensibile. L'assieme viene quindi elaborato chimicamente in modo da far apparire il modello desiderato sul componente finale. La dimensione minima delle caratteristiche realizzabili con questo metodo è data dal limite di diffrazione ottica:la risoluzione ottenibile nelle immagini ottiche non può essere superiore a circa la metà della lunghezza d'onda della luce utilizzata. Questo limite è tipicamente dell'ordine di diverse centinaia di nanometri. E, in vista di un'ulteriore miniaturizzazione dei componenti elettronici, costituisce un vero e proprio blocco stradale, spiega Teng.

I fisici hanno proposto diversi metodi per superare il limite di diffrazione, compreso l'uso delle cosiddette superlenti. La risoluzione delle immagini con superobiettivo supera il limite di diffrazione; però, queste immagini tendono a soffrire di scarso contrasto, e questo ha limitato la loro utilità per la litografia.

Teng ei suoi collaboratori hanno dimostrato di poter produrre immagini con superlenti con una risoluzione inferiore a 50 nanometri e un contrasto sufficiente per scopi fotolitografici. Il trucco era controllare attentamente la superficie dell'obiettivo, che consiste in un sottile film d'argento. "Una superficie liscia garantisce la perdita di pochissima luce a causa della dispersione, " spiega Teng. Attraverso un'attenta ottimizzazione del processo di fabbricazione, lui e il suo team sono riusciti a produrre superlenti d'argento con imperfezioni di meno di 2 nanometri di altezza.

Il prossimo obiettivo del team è ottimizzare il processo di litografia e i materiali coinvolti per soddisfare i requisiti di elevata produttività per applicazioni su scala industriale. Il risultato dovrebbe essere uno strumento versatile per la litografia ottica nel nano-regime. "La litografia Superlens è una tecnologia promettente per la nanolitografia ottica di prossima generazione per l'industria dei semiconduttori, ma anche per la bioingegneria e l'archiviazione dei dati, "dice Liù.