Meganews

Олег Чебенеев

Хакер, номер #095, стр. 095-004-7

С момента изобретения сканирующего туннельного микроскопа в 1981 году, ученые надеялись, что когда-нибудь появится технология, позволяющая производить атомарно упорядоченные наноструктуры в больших количествах. Фундамент для будущего массового применения наносистем заложили исследователи из Северо-Западного университета США, которые разработали установку, позволяющую производить в наноразмерном диапазоне одновременно до 55 тысяч структур с атомарной точностью и одинаковым молекулярным шаблоном на поверхности.

Установка использует широко известную технологию «Нанолитографии глубокого пера» (Dip-Pen Nanolithography, DPN), которая и позволяет делать массовые оттиски, как если бы наносистемы печатались на типографском станке. В обычной DPN зонд микроскопа покрыт жидкими чернилами, которые при контакте пера атомно-силового микроскопа с поверхностью образуют заданные наноструктуры.

Но для типографских технологий одного пера будет недостаточно, поэтому ученые скомбинировали около тысячи независимо управляемых перьев. С помощью такого подхода «Нанолитография глубокого пера» стала универсальным инструментом для производства полупроводниковых компонентов со сложной структурой.

Для демонстрации возможностей нового метода ученые растиражировали портрет изобретателя паровоза Томаса Джефферсона с обычной пятицентовой монеты, создав его с помощью отдельных молекул в количестве 55 тысяч экземпляров и затратив на весь технологический процесс всего 30 минут.

Каждый портрет изготовлен из 8773-х точек размерами 80 нанометров. Размер одного «наноджефферсона» - 12 микрон, а это в 2 раза больше, чем красная кровяная клетка.

Как утверждают ученые, предложенный метод найдет применение не только в микроэлектронике при массовом производстве чипов, но и в биологии и фармацевтике. Одно из альтернативных применений подобного «печатного станка» - исследование вирусной природы раковых заболеваний.

Газотурбинная батарейка размером с монету

Исследователи из Массачусетского технологического института сделали почти невозможное – они сконструировали миниатюрную батарейку на основе... газовой турбины! Микроскопическую турбину поместили в кремниевый чип размерами чуть больше 25-центовой монеты. При этом, как показали тесты, газовая батарейка может работать в 10 раз дольше электрического аналога.

Ученые из МТИ использовали самые последние достижения в области МЭМС-систем. Лопасти у турбины изготовлены из специального сверхтвердого материала, который позволяет турбине работать на большой скорости – 20000 оборотов в секунду.

Сама турбина – довольно сложная микросистема. Она состоит из 6-ти соединенных между собой кремниевых пластин. Каждая пластина турбины представляет собой цельный кристалл с «выстроенными по линейке» атомами и поэтому отличается высокой прочностью. Для изготовления компонентов мотора каждую пластину индивидуально обрабатывали гравировкой, удаляя лишний материал. Между пластинами располагается механизм турбины. Первоначально изготавливается кремниевая вафля, на которой вырезано 80-100 деталей. Затем вафлю раскалывают и из кремниевых узлов собирают газовую турбину номинальной мощностью 10 Ватт.