Ilustrační foto / foto: Shutterstock

3D čipy skládané magnetickým polem

Vědci z MITu vyvinuli další metodu, jak složit 2D nanostruktury do požadovaného trojrozměrného tvaru.

13. března 2009

Tzv. nanoorigami nevyužívá motající se DNA a figurují v ní opravdu pouze klasické elektronické materiály, křemík, kovy apod.

Stávající postupy, například rentgenová litografie a nanoimprinting, fungují dobře pro vytváření dvojrozměrných struktur a již se používají pro výrobu čipů nebo zařízení typu MEMS. Právě už hotové, pomocí litografie v podstatě rutinně vyráběné 2D struktury se staly základem pro další postup vědců z MIT. Jako výchozí materiál zkoušeli použít destičky z křemíku, nitridu křemíku nebo polymerů.

Celá řada možností
Tým z MITu, který vedl George Barbastathis, uvádí, že existuje celá řada metod, jak lze při vytváření 3D struktur postupovat.

Jednou možností je obohatit povrch o kov, nejčastěji chróm; v tomto místě se pak působením vnější síly vytvoří ohyb.

Jinou cestou je bombardování povrchu vysokoenergetickými heliovými ionty, které poruší na definovaných místech jeho soudržnost a materiál se pak po odstranění z podložky ohne sám.

Jako třetí možnost se nabízejí zlaté drátky vetkané do povrchu destičky. Poté jimi necháme protékat elektrický proud a při působení vnějšího magnetického pole vznikne Lorenzova síla, která vytvoří požadovanou strukturu.

Každá má svá omezení
Každá z těchto metod má svá omezení, první například prozatím nedokáže vytvořit závity smyček ani pravé úhly. Poslední metoda dovoluje naopak vytvořit v podstatně libovolnou 3D strukturu, byť je obtížné řídit její vznik – není k dispozici žádná fyzická matrice.

Právě tento postup by se ale brzy mohl významně uplatnit v nanoelektronice, protože umožňuje sestavit např. miniaturní motory či kondenzátory nebo jiná vinutí cívek.

Video z YouTube ukazuje, jak se 2D „listy“ z polymeru skládají do do tvaru krychle. Sestavení řídí magnetické pole. Aby na ně polymery reagovaly, jsou protkány zlatými drátky, jimž protéká elektrický proud.