(PhysOrg.com) -- Une ligne d'horizon de Chicago est assez éblouissante. Imaginez maintenant 15, 000 d'entre eux.

C'est exactement ce qu'a fait une équipe de recherche de la Northwestern University -- dessin 15, 000 horizons identiques avec de minuscules faisceaux de lumière à l'aide d'une technologie innovante de nanofabrication appelée lithographie par faisceau (BPL).

Détails de la nouvelle méthode, qui pourrait faire pour la nanofabrication ce que l'imprimante de bureau a fait pour l'impression et le transfert d'informations, sera publié le 1er août par la revue Nature Nanotechnologie .

La technologie Northwestern offre un moyen de fabriquer et de prototyper rapidement et à moindre coût des circuits, l'optoélectronique et le diagnostic médical et promet de nombreuses autres applications dans l'électronique, industries de la photonique et des sciences de la vie.

"Tout est question de miniaturisation, " a déclaré Chad A. Mirkin, George B. Rathmann Professeur de chimie au Weinberg College of Arts and Sciences et directeur de l'International Institute for Nanotechnology de Northwestern. « Le transfert rapide et à grande échelle d'informations est le moteur du monde. Mais les outils conventionnels de micro- et nanofabrication pour fabriquer des structures sont très coûteux. Nous essayons de changer cela avec cette nouvelle approche de la photolithographie et du nanomotif. »

En utilisant la lithographie au stylo-poutre, les chercheurs ont modelé 15, 000 répliques de la ligne d'horizon de Chicago (avec la Willis Tower et le John Hancock Center) simultanément en une demi-heure environ. Quinze mille minuscules stylos déposent les horizons sur des centimètres carrés d'espace. Technologies conventionnelles de nanostructuration, comme la lithographie par faisceau d'électrons, permettent de fabriquer des structures de taille similaire, mais ont un débit intrinsèquement faible et ne permettent pas de faire de la nanofabrication sur de grandes surfaces.

Chaque motif d'horizon est composé de 182 points, avec chaque point d'environ 500 nanomètres de diamètre, comme chaque pointe de stylo. Le temps d'exposition à la lumière pour chaque point était de 20 secondes. La méthode actuelle permet aux chercheurs de fabriquer des structures aussi petites que 150 nanomètres, mais les raffinements de l'architecture du stylo augmenteront probablement la résolution à moins de 100 nanomètres. (Bien que cela ne soit pas signalé dans le journal, les chercheurs ont créé un réseau de 11 millions de stylos dans une zone de seulement quelques centimètres carrés.)

La lithographie au stylo à faisceau est le troisième type de "stylo" dans l'arsenal de nanofabrication de Mirkin. Il a développé la lithographie au stylo polymère (PPL) en 2008 et la nanolithographie Dip-Pen (DPN) en 1999, tous deux fournissent des matériaux chimiques à une surface et ont depuis été commercialisés dans des outils de nanofabrication de qualité recherche qui sont maintenant utilisés dans 23 pays à travers le monde.

Comme PPL, La lithographie au stylo à faisceau utilise un ensemble de minuscules stylos en polymère pour imprimer des motifs sur de grandes surfaces avec une résolution nanoscopique à macroscopique. Mais au lieu d'utiliser une "encre" de molécules, BPL dessine des motifs en utilisant la lumière sur un matériau sensible à la lumière.

Chaque stylo a la forme d'une pyramide, avec la pointe comme pointe. Les chercheurs recouvrent les pyramides d'une très fine couche d'or, puis retirent une infime quantité d'or de chaque pointe. Les grands sommets ouverts des pyramides (la face arrière du tableau) sont exposés à la lumière, et les pyramides plaquées or canalisent la lumière jusqu'aux pointes. Un fin faisceau de lumière sort de chaque pointe, où l'or a été enlevé, exposer le matériau photosensible à chaque point. Cela permet aux chercheurs d'imprimer des motifs avec une grande précision et facilité.

"Un autre avantage est que nous n'avons pas à utiliser tous les stylos à la fois - nous pouvons en éteindre certains et en allumer d'autres, " dit Mirkin, qui est également professeur de médecine et professeur de science et d'ingénierie des matériaux. "Parce que les sommets des pyramides sont à l'échelle microscopique, nous pouvons contrôler chaque pourboire individuel."

La lithographie au stylo à faisceau pourrait conduire au développement d'une sorte d'imprimante de bureau pour la nanofabrication, donnant aux chercheurs individuels un grand contrôle sur leur travail.

"Un tel instrument permettrait aux chercheurs des universités et de l'industrie électronique du monde entier de prototyper rapidement - et éventuellement de produire - des dispositifs et des systèmes électroniques à haute résolution directement en laboratoire, " a déclaré Mirkin. " Ils veulent tester leurs modèles immédiatement, ne pas avoir à attendre un tiers pour produire des prototypes, c'est ce qui se passe maintenant."