I ricercatori della KU Leuven (Belgio) hanno sviluppato un processo di litografia ad alta risoluzione per modellare i film con struttura metallo-organica (MOF). Questo lavoro, pubblicato in Materiali della natura , accelererà l'integrazione di questi materiali nei microchip.

Le strutture metallo-organiche (MOF) sono spugne molecolari costituite da molecole organiche e ioni metallici. "C'è un brillante futuro per questi materiali in dispositivi miniaturizzati ad alta tecnologia come processori a bassa potenza, memoria resistiva, sensori, ed elettronica flessibile, " afferma il professor Rob Ameloot del KU Leuven Center for Membrane Separations, Adsorbimento, Catalisi, e spettroscopia (cMACS). "Sia la comunità MOF che quella della microelettronica si sono adoperate per integrare i MOF nei microchip, che richiede due passaggi ingegneristici chiave:deposizione di film sottili e modellazione litografica".

Nel 2016, il gruppo del professor Ameloot ha sviluppato la deposizione chimica da vapore di film sottili MOF, un metodo compatibile con la fabbricazione di chip industriali. Ora, il team fa un ulteriore passo avanti realizzando la litografia diretta di film sottili MOF con risoluzione nanometrica. Le tecniche di litografia convenzionale utilizzano uno strato sacrificale, cosiddetto fotoresist, per trasferire un motivo nel materiale desiderato. L'uso del fotoresist complica il processo, e potrebbe indurre la contaminazione dei film MOF altamente porosi.

"Il nostro obiettivo era eliminare l'uso del fotoresist e avere ancora modelli MOF di alta qualità". Dice Min Tu, ricercatore post-dottorato presso KU Leuven e primo autore dell'articolo. "Il nostro metodo si basa sull'esposizione selettiva ai raggi X o al fascio di elettroni del film MOF, che induce alterazioni chimiche che ne consentono la rimozione da parte di un comune solvente. Questo processo evita completamente lo strato di resist, semplificando così in modo significativo il patterning mantenendo intatte le proprietà fisico-chimiche dei pattern MOF. Inoltre, possiamo modellare caratteristiche molto più piccole di quanto fosse possibile in precedenza, e la nostra tecnica è già compatibile con i processi di nanofabbricazione esistenti. Per dimostrare alcune delle capacità di questo metodo, abbiamo fabbricato un sensore fotonico che risponde ai vapori organici. Siamo i primi a realizzare la litografia diretta ad alta risoluzione di questi materiali altamente porosi. Abbiamo trovato un modo entusiasmante per modellare i materiali MOF sulle superfici. Ora, è tempo di progettarli e implementarli in dispositivi miniaturizzati."