Gli scienziati dell'istituto di ricerca MESA+ dell'Università di Twente hanno sviluppato un nuovo metodo di produzione per creare nanostrutture tridimensionali. Questo metodo rivoluzionario consente la produzione su larga scala di cristalli fotonici in grado di catturare la luce. La scoperta consente anche di produrre chip con funzioni aggiuntive per dispositivi mobili, computer e altre applicazioni. I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati oggi in Nanotecnologia .

Il metodo convenzionale per la produzione di nanostrutture 3D consiste nell'impilare strati su un chip di silicio. Il primo passo è scrivere (o definire) un motivo nel fotoresist, utilizzando una maschera e una luce UV. L'incisione o la deposizione di materiale nello strato fornisce quindi la forma desiderata. Decine di strati vengono impilati per produrre i chip stessi. Questo è un processo laborioso con limitazioni. Ci sono restrizioni sul numero di strati che possono essere impilati, poiché strati relativamente distanti possono spostarsi casualmente l'uno rispetto all'altro, interferire con la funzionalità del chip.

Il nuovo metodo consente di definire una nanostruttura 3D su un chip in un unico processo. I ricercatori dell'istituto MESA+ dell'Università di Twente hanno sviluppato una speciale maschera 3D in grado di definire la struttura su due lati del wafer contemporaneamente. Ciò garantisce che entrambi i lati del chip siano perfettamente allineati, garantendo così l'allineamento verticale della nanostruttura tridimensionale finale.

Il metodo apre la strada alla produzione in serie di chip in cui diverse funzionalità sono posizionate vicine tra loro. In collaborazione con ASML e TNO, i ricercatori stanno studiando modi per mettere in pratica questa nuova tecnologia. Ci sono possibili applicazioni nel mondo medico, ad esempio combinando un sensore ottico per proteine ​​con un chip di elaborazione dati e una memoria magnetica. "Il nostro metodo consente di combinare un'infinita varietà di funzioni su un chip, come l'elettronica, ottica, magneti e microfluidica, " spiega il professor Willem Vos del gruppo Complex Photonic Systems (COPS) al MESA+.

La ricercatrice Diana Grishina, Gallo Harteveld, e Willem Vos di COPS e Léon Woldering di Transducer Science and Technology (TST) presso MESA+ hanno scoperto il metodo mentre lavoravano per sviluppare nuovi tipi di cristalli fotonici. Sono riusciti a intrappolare la luce in cristalli con cavità incorporate ea controllare la direzione in cui viaggia la luce. La ricerca è stata finanziata dalla FOM.