新型涂层有望让原子力显微镜变成一个更加有用的工具
图:一个原子的尖端涂碳化硅加热到大约800度
IBM苏黎世研究实验室的几个突破性的创造了一种新型强硬涂层尖端的原子力显微镜(AFM),它通过在表面上的尖端新涂料上一个微小的悬臂设备运行,这个设备可以被用来捕捉纳米级图像。通过涂层可以扩大范围,而原子力显微镜已经超越传统工艺的限制,譬如具有10纳米范围的电子束光刻等传统工艺。
IBM苏黎世研究实验室的存储研究经理蓝兹说,长期以来科学家们希望利用这种方式的原子提示,但很难防止硅磨损太快而引起的表面移动。
一种常见的使原子更耐磨的方式是添加一个金刚石涂层。但金刚层是出奇的不稳定,蓝兹说。当加热到大约400C它会燃烧,这在实际应用中是不切实际的。 IBM原先设置使用加热阵列作为存储数字记忆,一个被称为千足虫内存的概念,在薄的聚合物基板烧坑的景点。 IBM将不再追求千足虫作为消费电子技术的内存,但它希望归档存储系统或高速的亚细胞过程的生物成像,以适应它。
IBM的研究人员应用了一层碳化硅,一种比钻石稍软的材料,但在加热时不烧。碳化硅具有极高的熔融温度,甚至在1400C间,它仍然保持其强度。
团队想出了一个新的进程创建的碳化硅涂层。这是罗伯特和他的同事们的工作成果,来自宾夕法尼亚大学和库马尔大学及威斯康星大学的同事。昨天公布在杂志上先进功能材料的工作细节。
这个过程涉及到周围的血浆中含有的碳离子尖端植入在尖端的碳离子,然后应用之间的血浆和尖端的高电压,造成离子嵌入在其表面。下一步,尖端被加热到1100℃,温度足以使附近的硅原子的碳离子反应生成的碳化硅薄涂层。蓝兹说:涂层厚度约为15至18纳米,并在很尖,尺寸变得比这少的顶点,最后尖端的30纳米,仅仅是纯碳化硅。
西北大学国际纳米技术研究所主任乍得说,在一般情况下,记忆存储的任务,最大的问题是速度限制了用途。但他补充说,使用原子力显微镜,使光刻掩模会是有意义的,因为速度并不是最重要的。