STEM在金屬“墨水”上書寫圖案寬度不到發絲一半

　　 近日，美國能源部橡樹嶺國家實驗室的科學家，首次利用掃描式投射顯微鏡直接在金屬“墨水”中書寫圖案，且圖案寬度還不到人頭發絲的一半。

　　自動化過程的控制是將STEM設備中電子束聚焦到充滿液體的區域，使金屬沉積在硅微芯片來實現的，沉積得到的圖案尺寸是納米級別或是原子、分子級別。

　　通常來說，納米圖案化的制備需要應用光刻技術，即采用抗蝕劑對其他區域進行保護，而橡樹嶺國家實驗室這一直接書寫的新技術與光刻技術的區別在于，不需要抗蝕劑。

　　關于這一技術的更多性能細節發表于英國皇家化學學會會刊Nanoscale上，研究人員近期正在申請ZL。這一技術將為定制的電子設備和其他應用的制備提供一種新的思路和方法。

　　文章的第一作者，美國能源部橡樹嶺國家實驗室納米材料科學中心教授Raymond Unocic說道：“我們可以在特定位置通過沉積高純的金屬來量身定做材料的性能要求，還可以定制體系的結構和化學組成，但是這僅僅限于在液體中可溶解的，且能夠發生化學反應的體系。”

　　實驗采用的是繪圖圖像來處理納米模板，然后將電子束射入含有氯化鈀溶液的區域中，電子束通過的區域將會有純鈀分離出來并沉積。

　　液體環境對化學來說是必不可少的。研究人員首先需要找到一種方法來封裝液體，以確保顯微鏡內的真空吸塵器極端干燥，不會將液體蒸發。研究人員開始用氮化硅膜作為通過該電子束可通過的一個窗口，制成微芯片的區域。

　　然后，研究人員需要從STEM儀器中引出新功能。“利用成像和光譜顯微鏡，來實現對特定地點的納米化學反應的控制。與其電子束光刻技術一樣，可通過接口的顯微鏡方式來控制光束，但是這與掃描透射電子顯微鏡像差校正的設置的方式不一樣。”Unocic說。

　　目前，液體油墨中金屬的像素可以直接寫為40納米，是流感病毒寬度的兩倍。在今后的工作中，科研人員將致力于使其分辨率降至10納米，接近傳統的納米光刻技術的狀態。他們也想制造出多組分結構。