科學(xué)家開發(fā)納米加熱器可降低制造成本

美國科學(xué)家首次厘清了溫度在蘸筆納米光刻技術(shù)中的作用，據(jù)此研制出的熱蘸筆納米光刻技術(shù)能在物質(zhì)表面構(gòu)造大小為20納米的結(jié)構(gòu)。借助這一技術(shù)，科學(xué)家們能廉價(jià)地在多種材料表面構(gòu)造和種植出納米結(jié)構(gòu)，用以制造電路和化學(xué)傳感器，或者研究藥物如何依附于蛋白質(zhì)和病毒上。

    為了在一個(gè)基座上直接構(gòu)造納米結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們一般使用原子力顯微鏡（AFM）探針做筆，通過分子擴(kuò)散將墨水分子沉積在基座表面上。這項(xiàng)技術(shù)很昂貴，需要特殊的環(huán)境且只能使用幾種材料。而蘸筆納米光刻技術(shù)則利用原子力顯微鏡探針把墨水分子傳輸至基底表面，使之形成自組裝的單分子層，其具有高分辨率、定位準(zhǔn)確和直接書寫等優(yōu)點(diǎn)，幾乎適用于所有環(huán)境和多種不同的化合物。熱蘸筆納米光刻技術(shù)則可將原子力顯微鏡變成細(xì)小的“烙鐵”，從而應(yīng)用在固體材料上。

    勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室分子工廠的臨時(shí)主任吉姆·德約爾和同事在研究中系統(tǒng)調(diào)查了溫度對納米結(jié)構(gòu)尺寸的影響并研發(fā)出了一個(gè)新的模型，解析墨水分子如何從書寫探針到達(dá)基座，然后組合成一些有序的層并成為一個(gè)納米大小的結(jié)構(gòu)。德約爾表示：“以探針為基礎(chǔ)的制造技術(shù)有望精確制造出納米尺度的設(shè)備。然而，我們需要深刻理解墨水分子是如何轉(zhuǎn)移到基座上的，最新研究首次讓我們厘清了這一點(diǎn)�！�

    伯克利實(shí)驗(yàn)室物理生物科學(xué)分部的宗承旭（音譯）表示：“通過認(rèn)真探究溫度在熱蘸筆納米光刻技術(shù)中的作用，我們能設(shè)計(jì)和制造出從小分子到聚合物的納米尺寸結(jié)構(gòu)，也能更好地控制其在各種不同基座上的大小和形狀。”

    德約爾、宗承旭與伊利諾伊大學(xué)香檳分校（在制造特殊的原子力顯微鏡探針方面首屈一指）的科學(xué)家們攜手，將帶不同電荷的原子傾入硅中，隨后，帶電多的原子會更多地留在基座上而帶電少的原子則位于探頭處，當(dāng)電流通過時(shí)會將探頭加熱，就像在電爐上燃燒一樣，由此他們就研制出了這款像烙鐵一樣的硅基原子力顯微鏡探針。