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超高精度!科学家在石墨烯上实现低于10纳米级别光刻,分辨率直逼原子尺度

Chloe Ma

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石墨烯,属于二维材料,是近来物理学和材料技术领域最重要的发现之一。石墨烯比任何其他已知材料更坚固、更光滑、更轻,并且在导热和导电方面更好。但这还不是全部:石墨烯最独特的功能在于其可编程性。通过在材料上进行刻蚀,研究人员可以将其制成新型电子产品的元件,用于计算和存储。

在DTU Nanolab 中,研究人员所使用的电子束光刻系统可以将细节写到 10 纳米。计算机计算可以准确预测石墨烯中图案的形状和大小,以创造新型电子产品。它们可以利用电子的电荷和量子特性,例如自旋或谷自由度,从而以低得多的功耗进行高速计算。然而,这些计算要求的分辨率比最好的光刻系统所能提供的分辨率更高:原子分辨率。

日前,丹麦技术大学(DTU) 和 Graphene Flagship 研究人员将纳米材料图案化艺术提升到了一个新的水平,直逼原子尺度。

研究人员纳米材料六边形氮化硼放在想要图案化的材料顶部,然后用特定的蚀刻配方钻孔。若要制作一个直径为20纳米的圆孔,则二维材料上的孔可以缩小至10纳米。借助这项技术,厂家可以生产平面电子元透镜——一种超紧凑的光学透镜,可以在非常高的频率下进行电气控制。这将成为未来通信技术和生物技术的重要组成部分。

目前,研究人员尚未弄清这一“超分辨率”刻蚀技术背后的机制。不过,这对科学家来说是一项令人兴奋且非常有用的技术。同时,这也有助于推动二维纳米电子学和纳米光子学的极限。

该研究题为"Super-Resolution Nanolithography of Two-Dimensional Materials by Anisotropic Etching",发表于ACS Applied Materials & Interfaces期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

http://dx.doi.org/10.1021/acsami.1c09923


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