(PhysOrg.com) -- La lithographie par interférence laser peut produire des motifs de surface à très haute résolution à l'échelle nanométrique à faible coût, et maintenant les chercheurs européens ont fait des percées importantes dans le domaine.

Deux percées importantes réalisées par des chercheurs européens ont fait sortir du laboratoire une nouvelle technologie de fabrication à l'échelle nanométrique pour la mettre dans le monde réel. La technique promet une production à moindre coût de nano-dispositifs à des résolutions plus élevées.

Cela signifiera des méthodes de production meilleures et moins chères pour des choses telles que les matériaux autonettoyants, nano-capteurs et réseaux, des nano-filtres pour un air et une eau propres et des surfaces antireflet spéciales pour la technologie solaire.

La lithographie par interférence est une technique de modelage de surface qui a suscité un énorme intérêt dans les laboratoires du monde entier. Mais le projet DELILA l'a sorti du laboratoire et a prouvé que la technique pouvait fonctionner à une échelle commerciale, tout en réalisant des percées de classe mondiale. La technologie contribuera à créer la prochaine vague de nanotechnologie dans deux à trois ans.

Interférence précise

La lithographie par interférence laser crée des motifs de surface en divisant un faisceau de lumière cohérent, disons un rayon laser, puis recombinant la lumière très précisément, de sorte que les faisceaux divisés se croisent et créent des motifs d'interférence. Additionnés, ces motifs produisent un motif de surface sur le matériau, qui peut ensuite être traité normalement.

La lithographie par interférence est intéressante car elle permet la génération rapide de caractéristiques denses sur une large zone sans perte de focalisation. Il est également moins coûteux de construire ces lignes de production car elles ne nécessitent pas de technologie optique complexe ni de photomasques.

Les économies sont très importantes. Là où les systèmes de fabrication typiques coûtent des millions d'euros, les systèmes basés sur les percées de DELILA ne coûteraient que des centaines de milliers.

Technologie dominante

« On sait que les nanotechnologies joueront un rôle dominant au cours de ce siècle dans presque tous les domaines scientifiques et industriels pour le développement de nouveaux matériaux, appareils et systèmes, » précise Zuobin Wang, coordinateur du projet DELILA et chercheur principal au Manufacturing Engineering Center (MEC) de l'Université de Cardiff. "Toutefois, le problème clé reste le manque de technologies et de systèmes de fabrication à faible coût et en volume.

« Nous nous sommes concentrés sur le développement d'une nouvelle technologie de production pour la fabrication de nano-structures et de dispositifs 2D et 3D, lithographie par interférence laser. En particulier, DELILA permettra la production à faible coût et en grand volume de nanostructures et de motifs de surface. »

DELILA signifie Development of Lithography Technology for Nanoscale Structuring of Materials Using Laser Beam Interference. En plus d'être bon marché, cette méthode permet d'imprimer des nano-structures 2D et 3D. Il le rend parfait pour les dispositifs nano-photoniques et nano-électroniques et les dispositifs micro et nano-fluidiques.

La nano-fluidique est un domaine de la nanotechnologie qui examine le comportement des fluides à des dimensions extrêmement petites - agissant d'une manière qui peut être manipulée de manière prévisible. Il a de nombreuses applications dans la fabrication où des fluides sont impliqués, comme tester de minuscules échantillons d'un médicament, par exemple. Le domaine en est encore à ses balbutiements mais il a déjà un impact énorme. DELILA va lui donner un nouvel outil.

Devant large

L'équipe a attaqué le problème sur un large front, en regardant tout, du potentiel technologique des interférences de faisceaux multiples aux besoins des utilisateurs. L'axe principal du travail, cependant, était dans la construction d'un prototype de production viable.

Ici, le problème était d'intégrer les différents éléments au sein du système, puis de perfectionner chaque élément. Une percée clé s'est produite avec la partie tuning du travail, manipuler la lumière pour créer l'interférence dans les motifs et aux échelles requises.

DELILA a montré pour la première fois des tailles de caractéristiques d'environ 30 nm pour l'écriture directe et d'environ 5 nm pour la modification de nano-structures. Ce sont des résultats de pointe pour la technologie.

L'écriture directe est l'endroit où l'interférence du faisceau laser grave des motifs directement sur une matrice, sans utiliser de photomasque. Il est beaucoup moins cher que les processus standard pour obtenir les fonctionnalités requises. Le résultat de 30 nm fait référence à la capacité du système à créer des tailles de caractéristiques précises dans le motif souhaité.

Le résultat de la modification de structure, cependant, est à bien des égards plus intéressant. Il s'agit de la structure la plus petite possible que le système puisse réaliser actuellement. Il n'est actuellement pas suffisamment précis pour une application commerciale, mais le fait que DELILA ait pu réaliser n'importe quelle modification à cette échelle indique qu'il sera possible d'atteindre la précision requise à des fins commerciales. Ce sera le prochain objectif de recherche.

manifestement occupé

L'équipe a eu un emploi du temps chargé pendant le projet. En plus de produire des résultats révolutionnaires, l'équipe a déposé cinq demandes de brevet et plus de 20 publications techniques, beaucoup plus que prévu.

Certains aspects de leur travail ont maintenant un intérêt direct pour le marché, avec des produits commerciaux basés sur les résultats de DELILA qui devraient commencer à fabriquer de vrais appareils dans les deux à trois prochaines années.

Peut-être encore plus excitant, cependant, est la perspective de progrès technologiques beaucoup plus importants dans un avenir proche.

Rappelles toi, DELILA a réalisé des structures de seulement 5 nm en utilisant cette technologie. Bien que ce résultat ne soit pas encore commercialement prêt, Wang pense que l'équipe peut réaliser une écriture directe commerciale de 5 nm avec une lithographie par interférence laser au cours des cinq prochaines années.