Производство сложных металлических 3D-структур в наномасштабе стало возможным

23 октября 2012
0

Производство многих объектов, механизмов и устройств, окружающих нас, основано на управляемой деформации металлов в ходе таких промышленных процессов, как гибка, резка и штамповка. Но можно ли перевести эти технологии в наномасштаб? И существует ли возможность конструирования столь же сложных устройств и механизмов, но очень маленьких размеров?

Производство сложных металлических 3D-структур в наномасштабе стало возможным
— Производство сложных металлических 3D-структур в наномасштабе стало возможным

Ученые из Университета Аалто (Финляндия) и Вашингтонского университета (США) показали, что такое возможно. Объединив ионную обработку и нанолитографию, они смогли создать сложные трехмерные структуры в наномасштабе. Это достижение стало результатом приобретения понимания того, как осуществляется процесс нерегулярного складывания тонких металлических пленок после обработки посредством реактивного ионного травления.

По словам ученых, они с удивлением обнаружили, что кривизна металлических полос сильно зависит от ширины, так как обычно преднапряженные двухслойные металлы не скручиваются подобным образом. Все начало проясняться, когда исследователи заметили, что в EDX-спектре двойного слоя титана-алюминия отсутствует пик титана. Дальнейшие эксперименты подтвердили, что полоски загибаются вверх (и кривизна зависит от ширины), если нижний их слой больше реагирует на ионы, чем верхний.

В природе подобные геометрические эффекты имеют место в самоорганизации, которую можно наблюдать невооруженным глазом. Например, во время цветения одуванчиков можно попробовать разрезать стебель цветка на полоски и опустить их в воду. В результате полоски скрутятся по-разному, в зависимости от своей ширины, что объясняется различиями в поглощении воды между внешними и внутренними частями стебля.

Ученые захотели адаптировать эти природные процессы к нанопроизводству, и в ходе работы установили, что сфокусированный ионный луч может вызывать локальную деформацию с наномасштабным разрешением. Эта технология может найти себе различные варианты практического применения при производстве наномасштабных устройств. Полученные структуры оказались на удивление упругими, крепкими и способными выдерживать различные неблагоприятные условия, в частности, электростатический разряд и нагревание.

Комментарии (0)

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт www.radiomaster.net обязательна. 0.3573 s
    Яндекс.Метрика Rambler's Top100