《纳米尺度》:金属“墨水”书写图案 宽度不到发丝一半

2026年02月13日 阅读量:102

元素百科介绍金属“墨水”书写图案,宽度不到头发的一半。最近,美国能源部橡树岭国家实验室的科学家首次使用扫描投影显微镜直接在金属“墨水”中书写图案,图案宽度不到头发的一半。

金属“墨水”书写图案原理

自动化过程的控制是将STEM设备中的电子束聚焦在充满液体的区域,使金属沉积在硅微芯片中。沉积的图案尺寸为纳米级或原子级和分子级。

一般来说,纳米图案化的制备需要光刻技术,即使用耐腐蚀剂来保护其他区域,而橡树岭国家实验室直接书写的新技术与光刻技术的区别在于不需要耐腐蚀剂。

该技术的更多性能细节发表在皇家化学协会的纳米规模上,研究人员最近正在申请专利。该技术将为定制电子设备和其他应用设备提供新的想法和方法。

美国能源部橡树岭国家实验室纳米材料科学中心教授Raymond Unocic说:“我们可以通过在特定位置沉积高纯度金属来定制材料的性能要求,也可以定制系统的结构和化学成分,但这仅限于溶解在液体中并发生化学反应的系统。”

实验采用绘图图像处理纳米模板,然后将电子束注入含有氯化钯溶液的区域,纯钯分离并沉积在电子束通过的区域。

液体环境对化学至关重要。研究人员首先需要找到一种方法来包装液体,以确保显微镜中的真空真空吸尘器非常干燥,不会蒸发液体。研究人员开始使用氮化硅膜作为电子束通过的窗口。

然后,研究人员需要从STEM仪器中引入新的功能。”使用成像和光谱显微镜来控制特定地点的纳米化学反应。与其电子束光刻技术一样,光束可以通过接口显微镜进行控制,但这不同于扫描透射电子显微镜差异校正。”Unocic说。

未来金属“墨水”的应用

目前,液墨中的金属像素可以直接写为40纳米,是流感病毒宽度的两倍。在今后的工作中,研究人员将致力于将其分辨率降低到10纳米,接近传统纳米光刻技术的状态。他们还想创建多组分结构。

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