La nanotecnologia e la nanoscienza sono rese possibili dalla nanofabbricazione. litografia a fascio di elettroni (EBL), che rende i modelli fino a pochi nanometri, è uno dei pilastri fondamentali della nanofabbricazione. Nell'ultimo decennio, sono stati compiuti progressi significativi nella nanofabbricazione basata su fasci di elettroni, come la tecnologia emergente della litografia del ghiaccio (IL), in cui i film sottili di ghiaccio vengono utilizzati come resistenze e modellati da un fascio di elettroni focalizzato. L'intero processo di nanofabbricazione di IL è sostenibile e semplificato perché il rivestimento di spin e le fasi di sviluppo chimico comunemente richieste per i resist EBL sono rese inutili.

Una nuova recensione "Ice lithography for 3-D nanofabrication" del Prof. Min Qiu alla Westlake University è pubblicata in Bollettino Scientifico . In questa recensione, gli autori presentano lo stato attuale e le prospettive future della litografia del ghiaccio (IL). Vengono inoltre introdotte diverse resistenze al ghiaccio e il design dello strumento IL. Particolare enfasi è posta sui vantaggi dell'IL per la nanofabbricazione 3-D.

La tecnologia IL è stata proposta per la prima volta dal gruppo Nanopore dell'Università di Harvard nel 2005. Il ghiaccio d'acqua è il primo ghiaccio resistente identificato per IL, ed è ancora l'unica litografia a toni positivi che resiste finora. Come mostrato in Fig.1, il ghiaccio d'acqua viene facilmente rimosso all'interno dell'area di esposizione del fascio di elettroni. Ghiaccio organico condensato da semplici molecole organiche, come gli alcani, dimostra una capacità simile alla resistenza negativa, il che significa che solo i modelli esposti rimangono sul substrato dopo aver riscaldato il campione a temperatura ambiente.

La ricerca sull'IL è ancora agli inizi, e questo metodo ha già mostrato grandi vantaggi nella nanofabbricazione 3D efficiente. Diverso dallo spin coating delle resistenze EBL, le resistenze al ghiaccio sono in grado di rivestire tutte le superfici di congelamento accessibili del campione durante la deposizione di ghiaccio. Perciò, IL può processare campioni con superfici non piane e irregolari, come il patterning su sonde AFM, e pattern su una minuscola e fragile nanostruttura, come i nanotubi di carbonio a parete singola sospesi. Beneficiando della bassissima sensibilità del ghiaccio d'acqua, IL consente l'osservazione in situ delle nanostrutture sotto il ghiaccio resist attraverso l'imaging SEM. Questa funzione non solo migliora l'accuratezza dell'allineamento, ma semplifica anche le fasi di elaborazione nella fabbricazione di nanostrutture a strati 3D.

Poiché la ricerca e lo sviluppo di strumenti all'avanguardia sono essenziali per far progredire la tecnologia IL, questa recensione discute infine l'evoluzione degli strumenti IL e fornisce una chiara guida sulla costruzione di uno strumento IL dedicato. Con la scoperta di nuove resistenze funzionali di ghiaccio in futuro, si prevede che ricerche più innovative e interdisciplinari sfruttino le potenzialità dell'IL.