Les chercheurs du Laboratoire national d'Oak Ridge ont marié la microscopie à l'hélium à une cellule liquide de Protochips Inc. de Caroline du Nord pour fabriquer des structures de platine extrêmement pures à partir d'un liquide. Un faisceau d'ions hautement focalisé a traversé une fine couche d'une solution de précurseur et a provoqué une réaction chimique qui a déposé de manière contrôlée des lignes de métaux précieux aussi étroites que 15 nanomètres. Crédit :Stephen Jesse, Laboratoire national d'Oak Ridge
Pour la première fois, une équipe a démontré une technique qui crée de minuscules, formes métalliques précises. Ils ont tramé un faisceau d'un microscope à hélium à travers un précurseur liquide pour induire des réactions chimiques. Les réactions déposent localement du platine de haute pureté. En épelant l'acronyme de leur laboratoire national, ils formaient un ruban de seulement 15 nanomètres de diamètre, plus étroit qu'un virus du rhume.
L'écriture directe par faisceau d'ions ouvre des opportunités de nanofabrication pour améliorer l'électronique, l'administration de médicaments, séparations chimiques, et d'autres applications.
Les chercheurs du Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) du Center for Nanophase Materials Sciences ont tramé un faisceau d'ions hélium hautement focalisé à travers une fine couche de solution de précurseur, provoquant un dépôt de platine spécifique au site de manière contrôlée.
Cette technique d'écriture directe a permis la nanofabrication de rubans métalliques de haute pureté de seulement 15 nanomètres de large, soit plus étroit qu'un virus du rhume. Ce travail était la première démonstration de nanofabrication à écriture directe utilisant un microscope à faisceau ionique pour diriger des réactions chimiques dans une cellule liquide, ou chambre climatique encapsulant un échantillon dans un liquide. Il n'aurait pas été possible d'écrire directement ces très précises, structures métalliques de haute pureté sans une compréhension complète de l'expérience et de la théorie.
Les calculs sur le supercalculateur Titan de l'ORNL et l'analyse des données d'expérience et de simulation ont permis aux chercheurs de comprendre les interactions dynamiques entre les ions, solides, et des liquides indispensables à l'optimisation du process. Par exemple, les scientifiques ont analysé les données sur la nucléation et la croissance des nanoparticules acquises à partir de films de ces processus obtenus au microscope et ont corrélé les résultats avec des simulations dynamiques quantiques complètes.
Notamment, écriture directe avec un précurseur liquide contenu, soumis à un faisceau d'ions qui a dirigé des réactions chimiques, a permis la fabrication de nanostructures plus pures que ce qui serait possible en utilisant le dépôt en phase gazeuse.
