Hay bastantes formas marginales de fabricación aditiva que a menudo toman por sorpresa al mundo de la ciencia. Investigadores chinos encontraron recientemente uno al hacer estructuras a nanoescala a base de metal utilizando agua pura y congelada como material fotorresistente. Los científicos han demostrado una variedad de formas que pueden hacer con los metales, incluidos pequeños puentes y pirámides.
Si bien el hielo es agua tradicional, los científicos lo crearon a temperaturas muy bajas (menos 130 ° C). A temperaturas tan bajas, una capa muy fina de vapor de agua condensado se convierte en sólidos finos y lisos. Tradicionalmente, la litografía por haz de electrones utiliza un material “resist” sensible a los electrones para dibujar en las superficies del resist al sumergirlo en un revelador.
Usando un haz de electrones, los científicos pueden cambiar la solubilidad del material resistente dibujando patrones personalizados con él. Esto permite que el proceso escriba sobre estructuras con una resolución de menos de 10 nanómetros en metales. Aquí, sin embargo, los investigadores encontraron una forma de reemplazar la capa protectora con hielo.
Los científicos llaman a ese estado en particular, hielo amorfo. «Más tarde descubrimos que este es el entorno climático del cometa, y el hielo en el cometa también se encuentra en este estado amorfo «, dijo el profesor Qiu Wei.
Impresión de hielo con litografía por haz de electrones
La precisión de una máquina EBL puede ser de 60 a 80 nm, lo que equivale a una milésima parte de un cabello humano. También puede ir incluso más bajo que eso, pero es difícil mantener la precisión a una escala tan pequeña. Sin embargo, también tiene ciertas limitaciones. Por un lado, la capa protectora tradicional es muy difícil de limpiar y el método regular también permite que las partículas de polvo más pequeñas alteren la impresión. Con el método basado en hielo, el equipo puede mitigar muchos de estos problemas.
El proceso iEBL tiene 5 pasos principales: enfriamiento, deposición de hielo, exposición, evaporación del material y pelado. El equipo utilizó un microscopio de barrido de emisión de campo Zeiss Sigma para crear una gama de formas nano-3D. El proceso simplificó mucho el flujo de trabajo tradicional al emplear el uso de un sistema de vacío que omite los pasos de recubrimiento por rotación y desarrollo comúnmente presentes en el método anterior.
Como uno podría imaginar, no necesitaban sacrificar la precisión del proceso en absoluto. » También intentamos poner una nano medalla de plata en un nano alambre de plata con un grosor de una milésima parte de un cabello humano «, dijo el investigador Hong Yu.
Los investigadores creen que el método puede ser útil en la creación de dispositivos optoelectrónicos complicados, que se basan en puntos cuánticos, nanotubos, nanocables, grafeno, fibras, materiales, etc. El proceso también demuestra cómo se puede derivar un proceso simplificado de materiales inesperados como el agua. Si bien la investigación aún está en curso, los resultados ya parecen prometedores.
Imágenes destacadas cortesía del estudio original .
