Новый метод позволяет создавать наноматериалы с точностью менее 10 нанометров. Это может проложить путь к быстрой и энергоэффективной электронике.
Исследователи Датского технологического университета подняли искусство создания моделирования двумерных наноматериалов на новый уровень. Создавая изящные узоры на этих материалах, мы можем кардинально изменить их свойства и создать именно то, что нам нужно.
Наиболее известный представитель наноматериалов — графен. Он прочнее, легче и лучше проводит тепло и электричество, чем любой другой известный материал.
В Датском технологическом университете ученые более десяти лет работали над совершенствованием технологии формирования 2D-материалов с помощью литографии. Их система электронно-лучевой литографии может «записывать» детали размером до 10 нанометров. Предварительные компьютерные вычисления могут точно предсказать размер и форму рисунков в графене для создания новых типов электроники.
Однако для прорыва в квантовой электронике нужно опуститься ниже 10 нанометров — приблизиться к атомному масштабу.
«В 2019 году мы показали, что круглые отверстия, размещенные с шагом всего в 12 нанометров, превращают полуметаллический графен в полупроводник. Теперь нам известно, как создавать круглые и треугольные отверстия. Такие узоры имеют большое значение для спинтроники. С помощью этих сверхмалых структур становится возможно создавать очень компактные устройства для использования в биотехнологии и медицине», — объясняет Питер Бёггильд, руководитель научной группы.
Хитрость заключается в том, чтобы поместить наноматериал из гексагонального нитрида бора поверх материала, на который требуется нанести рисунок. Ниже можно увидеть, какую маску накладывают учёные на графен.
Процесс травления, который разработали учёные в течение последних лет, удивителен — учёным удалось перейти ранее непреодолимый предел систем электронно-лучевой литографии, составляющий примерно 10 нанометров.
Работа опубликована в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.