穀研試劑-美開發“納米加熱器”　可降低納米機械製造成本

美開發“納米加熱器”　可降低納米機械製造成本

據美國物理學家組織網月7日報道，美國科學家厘清了溫度在蘸筆納米光刻技術中的作用，據此研製出的熱蘸筆納米光刻技術能在物質表麵構造大小為(wei) 20納米的結構。借助這一技術，科學家們(men) 能廉價(jia) 地在多種材料表麵構造和種植出納米結構，用以製造電路和化學傳(chuan) 感器，或者研究藥物如何依附於(yu) 蛋白質和病毒上。

    為(wei) 了在一個(ge) 基座上直接構造納米結構，科學家們(men) 一般使用原子力顯微鏡（AFM）探針做筆，通過分子擴散將墨水分子沉積在基座表麵上。這項技術很昂貴，需要特殊的環境且隻能使用幾種材料。而蘸筆納米光刻技術則利用原子力顯微鏡探針把墨水分子傳(chuan) 輸至基底表麵，使之形成自組裝的單分子層，其具有高分辨率、定位準確和直接書(shu) 寫(xie) 等優(you) 點，幾乎適用於(yu) 所有環境和多種不同的化合物。熱蘸筆納米光刻技術則可將原子力顯微鏡變成細小的“烙鐵”，從(cong) 而應用在固體(ti) 材料上。

    勞倫(lun) 斯伯克利國家實驗室分子工廠的臨(lin) 時主任吉姆·德約爾和同事在研究中係統調查了溫度對納米結構尺寸的影響並研發出了一個(ge) 新的模型，解析墨水分子如何從(cong) 書(shu) 寫(xie) 探針到達基座，然後組合成一些有序的層並成為(wei) 一個(ge) 納米大小的結構。德約爾表示：“以探針為(wei) 基礎的製造技術有望製造出納米尺度的設備。然而，我們(men) 需要深刻理解墨水分子是如何轉移到基座上的，研究讓我們(men) 厘清了這一點。”

    伯克利實驗室物理生物科學分部的宗承旭（音譯）表示：“通過認真探究溫度在熱蘸筆納米光刻技術中的作用，我們(men) 能設計和製造出從(cong) 小分子到聚合物的納米尺寸結構，也能更好地控製其在各種不同基座上的大小和形狀。”

    德約爾、宗承旭與(yu) 伊利諾伊大學香檳分校（在製造特殊的原子力顯微鏡探針方麵）的科學家們(men) 攜手，將帶不同電荷的原子傾(qing) 入矽中，隨後，帶電多的原子會(hui) 更多地留在基座上而帶電少的原子則位於(yu) 探頭處，當電流通過時會(hui) 將探頭加熱，就像在電爐上燃燒一樣，由此他們(men) 就研製出了這款像烙鐵一樣的矽基原子力顯微鏡探針。

    這種“納米加熱器”能被用來給施加於(yu) 其上的墨水加熱，使墨水流到表麵，從(cong) 而製造出納米尺寸的結構。借用這一方法，該研究團隊在金表麵畫出了有機分子6-巰基十六酸的點和線。而且，探頭越熱，能畫出的結構就越大。

    參與(yu) 該研究的伊利諾伊大學機械和工程學教授威廉姆·金表示：“方法讓我們(men) 能清楚地知道墨水分子如何流到基座上，據此，我們(men) 能很好地控製溫度，從(cong) 而控製基座上納米結構的大小和形狀。”