Наука

Исследователи разработали инновационный метод создания наноматериалов. Это материалы шириной всего в один атом. Они опираются на нанонауку, чтобы позволить ученым контролировать их конструкцию и поведение. Новый метод электронно-лучевого нанопроизводства называется плазмонной инженерией. Он обеспечивает беспрецедентный контроль формирования рисунка в кремнии на уровне, близком к атомарному. Структуры, построенные с использованием этого подхода, обеспечивают рекордно высокую настройку электрооптических свойств.

Воздействие

В этом исследовании ученые использовали плазмонную инженерию для управления оптическими и электронными свойствами кремния. В технике используется электронно-лучевая литография с коррекцией аберраций. Этот процесс включает использование пучка электронов для модификации поверхности материала. Плазмонная инженерия позволила исследователям модифицировать материал на уровне, близком к атомному. Использование «традиционной» литографии означает, что однажды этот подход можно будет применить в промышленных приложениях. Этот подход будет полезен исследователям, работающим в области оптической связи, зондирования и квантовых вычислений.

Краткое содержание

Структурирование материалов с разрешением в один нанометр позволяет ученым точно спроектировать эффекты квантового ограничения. Квантовые эффекты значительны на этих масштабах длины, и контроль размеров наноструктуры обеспечивает прямой контроль над электрическими и оптическими свойствами. Кремний на сегодняшний день является наиболее широко используемым полупроводниковым материалом в электронике, и возможность изготовления устройств на основе силикона минимальных размеров для разработки новых устройств весьма желательна. Исследователи из Брукхейвенского центра функциональных наноматериалов при Министерстве энергетики использовали электронно-лучевую литографию с коррекцией аберраций в сочетании с сухим реактивным ионным травлением для создания структурных элементов размером 1 нанометр, а также создания поверхностных и объемных плазмонов в кремнии. Используемая здесь технология нанопроизводства позволяет получать нанопроволоки с шероховатостью края линии 1 нанометр. Кроме того, эта работа демонстрирует настройку энергии объемного плазмона кремния на 1,2 электронвольта от объемного значения, что в десять раз выше, чем предыдущие попытки создания объемного плазмона с использованием литографических методов.

Финансирование

Это исследование было поддержано Управлением науки Министерства энергетики США и использовалось ресурсы Центра функциональных наноматериалов, пользовательского центра Управления науки в Брукхейвенской национальной лаборатории.

Источник: https://www.energy.gov/[19459007visible