Le rêve de longue date de créer des structures tridimensionnelles atomiquement précises dans un environnement de fabrication se rapproche de la réalité, selon le meilleur scientifique d'une entreprise fabriquant des outils visant cet objectif ambitieux.

John Randall, Vice-président de Zyvex Labs à Richardson, Texas., dit que ses chercheurs ont démontré un processus qui utilise une pointe de microscope à effet tunnel pour éliminer les atomes d'hydrogène de surface protecteurs du silicium un à la fois, puis ajoute des couches atomiques uniques de silicium uniquement dans les zones méticuleusement nettoyées. Randall décrit la réalisation aujourd'hui au 57e Symposium et exposition international AVS, qui a lieu cette semaine au Albuquerque Convention Center au Nouveau-Mexique.

À ce jour, Les chercheurs de Zyvex Labs ont démontré l'élimination de 50 atomes d'hydrogène par seconde. Mais avec l'expérience et l'innovation, Randall prédit de grandes améliorations de la vitesse de ce facteur limitant.

« Il existe de nombreuses voies pour passer à l'échelle supérieure, y compris le parallélisme, " dit-il. " Une augmentation de mille fois la vitesse sera assez facile à réaliser. "

En sept ans, Randall s'attend à ce que Zyvex Labs vende des outils de production initiaux capables d'éliminer plus d'un million d'atomes d'hydrogène par seconde à l'aide de 10 pointes parallèles pour un coût d'environ 2 $, 000 par micromètre cube de silicium ajouté (48 milliards d'atomes).

Les applications qui bénéficieraient le plus d'avoir de minuscules structures atomiquement précises comprennent les membranes à nanopores, structures qubit pour les ordinateurs quantiques et les normes de nanométrologie. Applications à plus grande échelle, tels que les modèles de nanoimpression, aurait encore besoin d'améliorations en termes de rapport coût-performance pour devenir économiquement viable.

Le procédé Zyvex n'est actuellement utilisé que sur des surfaces en silicium, qui sont généralement revêtus d'atomes d'hydrogène liés à des atomes de silicium exposés. Le processus comporte deux étapes :d'abord, dans un ultra vide poussé, un microscope à effet tunnel est dirigé pour éliminer les atomes d'hydrogène individuels uniquement aux emplacements où du silicium supplémentaire sera ajouté ultérieurement. Seconde, un gaz d'hydrure de silicium est introduit. Une seule couche de ces molécules adhère à tous les atomes de silicium sans hydrogène exposés. Après dépôt, le gaz est éliminé et le processus est répété pour constituer autant de couches tridimensionnelles de silicium atomiquement pur que nécessaire.