37. Литографически-индуцированная самосборка наноструктур

В этом методе маска используется для запуска и регулиро­вания процессов самосборки периодической надмолекулярной матрицы столбиков, формирующихся из полимерного расплава, который первоначально образует тонкий плоский слой на под­ложке. Маска располагается над слоем полимера с небольшим зазором, а столбики полимера в процессе роста поднимаются в зазор, преодолевая действие сил тяжести и поверхностного на­тяжения. Границы области роста точно соответствуют контуру рельефа поверхности маски.

Физический принцип действия метода до сих пор не выяс­нен, но он принципиально отличается от процессов самосборки путем разделения фаз или химической модификации поверхно­сти. Предполагается, что процесс индуцированной самосборки вызывается электростатическими силами и электрогидродина­мической нестабильностью.

Процесс литографической самосборки может быть приме­нен к различным полимерам, а также к другим классам твердых веществ (в частности, к полупроводникам, металлам и биологи­ческим материалам). Периодические матрицы, получаемые этим методом, уже нашли много применений, в том числе в запоми­нающих устройствах, при создании фотонных и биологических материалов. Этот метод дает уникальную возможность изготав­ливать из полимеров непосредственно по образцу электронные и оптоэлектронные устройства, без применения дорогостоящих фотолитографических процессов.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные методы получения наноструктур, применяющиеся на сегодняшний день. Дана классификация таких методов, рассмотрены их технологические аспекты, а также преимущества и недостатки.

В отношении сегодняшнего уровня развития трудно предвидеть все социальные последствия внедрения нанотехнологий, так же как в середине ХХ в. трудно было предсказать, что повлекут за собой разработки в области электроники и информатики. Предполагается, что в ближайшие годы бюджетные ассигнования ведущих индустриальных стран на изыскания в области нанотехнологий существенно возрастут. При этом намеченные исследования будут нацелены на решение ряда конкретных задач: создание сверхминиатюрных запоминающих устройств с мультитерабитовым объемом памяти; повышение быстродействия компьютеров в миллион раз; создание сверхпрочных материалов и на их основе — новых транспортных средств; выпуск генетических и медицинских препаратов для диагностики и лечения раковых заболеваний, СПИДа; разработка новых материалов и процессов для защиты окружающей среды и др.

О большом внимании, которое уделяет мировая научная общественность проблемам развития нанотехнологий, свидетельствует присуждение в 2007 г. Нобелевской премии по физике за открытие и исследование одного из необычных явлений наномира — эффекта гигантского магнетосопротивления (ГМС). Премии удостоены француз Альберт Ферт и немец Петер Грюнберг, независимо друг от друга открывшие эффект ГМС в 1988 г. Магнетосопротивление — это изменение электрического сопротивления проводника, вызванное действием внешнего магнитного поля. ГМС, в отличие от классического магнетосопротивления, проявляется в существенно более резком возрастании электросопротивления во внешнем магнитном поле (на десятки процентов). Физический механизм ГМС базируется на зонной теории твердого тела, в частности на спин-зависимых транспортных явлениях. Эффект наблюдается в магнитных нанопленках и нанопроволоках, которые благодаря ему можно использовать для создания высокочувствительных датчиков магнитного поля, способных реагировать на ничтожно малое его изменение. Их применение существенно изменяет промышленное производство устройств магнитной записи на жесткие диски и другие магнитные носители информации.

Приведенные факты свидетельствуют, что человечество вступило в эру активного освоения нанотехнологий. Уже достигнутые результаты впечатляют, а впереди еще более интригующие перспективы.