Dans sa conférence de 1959 Il y a beaucoup de place en bas, le physicien américain Richard Feynman a posé la question :« Pourquoi ne pouvons-nous pas écrire les 24 volumes entiers de l'Encyclopaedia Britannica sur la tête d'une épingle ? les scientifiques ont fait de grands progrès dans le domaine naissant de la nanotechnologie - et parmi eux, la lecture et l'écriture de caractéristiques à l'échelle atomique.

Les techniques actuelles de structuration des caractéristiques à l'échelle atomique, cependant, ont été limités par leur capacité à reproduire les couleurs ou les informations en niveaux de gris. Joel Yang de l'Institut de recherche et d'ingénierie des matériaux A*STAR et ses collègues ont maintenant développé une technique de structuration qui produit une reproduction fidèle des images en niveaux de gris avec une précision allant jusqu'à des dizaines de micromètres.

Les techniques conventionnelles de micro-motif reposent généralement sur l'impression en demi-teintes, grâce à quoi la luminosité de l'image est générée en faisant varier la densité des éléments monochromatiques. La technique de Yang considère ces éléments comme des « nanoposts » – des poteaux de seulement dix nanomètres de taille – qui sont disposés dans l’un des 17 motifs ou « nuances » possibles. Il produit alors des reproductions fidèles d'images en niveaux de gris en utilisant ces 17 nuances en main.

Comme preuve de principe, les chercheurs ont reproduit les motifs d'une image de test (photo) sur une surface de 40 micromètres carrés. Dans la région la plus dense, la séparation entre les points individuels n'était que de 10 nanomètres.

La technique des demi-teintes avait déjà été utilisée pour créer des micrographies optiques en niveaux de gris. Cependant, Yang et ses collègues ont maintenant poussé l'approche dans le domaine de la microscopie électronique :« Notre technique utilise une méthode de lithographie par faisceau d'électrons avec l'une des meilleures résolutions, nous permettant de créer des images en niveaux de gris très miniaturisées, », explique Yang. "La méthode devrait être utile pour créer des images qui peuvent être vues au microscope optique et peut ouvrir de nouvelles voies pour ajouter des couleurs aux images."

Yang et son équipe ont envisagé plusieurs utilisations des images miniaturisées, par exemple, dans les fonctionnalités anti-contrefaçon des dispositifs nanophotoniques. « Mais surtout, ce sont des images frappantes, ", dit Yang. En effet, l'une des images - une miniaturisation 4 000 fois de la mezzotint Dewdrop de M. C. Escher - a remporté l'année dernière le Grand Prix de la Conférence internationale sur l'électron, Ion, et conférence sur la technologie des faisceaux de photons et la nanofabrication (EIPBN). "Gagner ce prix a été une expérience passionnante d'autant plus qu'il a été présenté par une communauté d'experts en nanofabrication", dit Yang. "Celui qui regarde suffisamment l'écran d'un microscope électronique à balayage appréciera l'intrigue et la beauté esthétique de ces micrographies. Il est rare de voir une image au microscope électronique à balayage d'une personne photoréaliste vous regardant depuis le nanomonde. "