مطالعه و بررسی کمّی و کیفی پارامترهای مؤثر در انجام لیتوگرافی سطح با میکروسکوپ تونلی روبشی

در این مطالعه امکان انجام لیتوگرافی در مقیاس نانومتری در شرایط اتمسفر محیطی با کمک میکروسکوپ STM بررسی و پارامترهای بهینه برای انجام این کار مشخص شد، تا گام نخستی برای پیشرفت‌های آینده در زمینۀ‌ ساخت نانوزیست‌تراشه‌ها و سامانه‌های نانوالکترومکانیکی برای تشخیص و بعضاً درمان در زمینۀ پزشکی باشد. آزمایش‌ها نشان داد که لیتوگرافی با میکروسکوپ STM با تکرارپذیری بسیار خوبی انجام می‌شود. به کمک میکروسکوپ STM، ابتدا نانوساختارهایی به شکل نقاط برآمده بر سطح ایجاد شد. نانوساختارها بر سطوح طلا به وسیلۀ نوک‌های تنگستن، طلا، پلاتین‌ـ‌پالادیوم و رمانیم ایجاد شد و هدایت الکتریکی طلا با مقاومت الکتریکی 9-10×1/22 در روند ساخت نانوساختارها نتایج بهتری را نشان داد. مشخص شد که ولتاژ استفاده‌شده در لیتوگرافی در ایجاد نانوساختار تأثیرگذار است، همچنین این عامل در اندازۀ نانوساختارها نیز مؤثر است به طوری که با افزایش ولتاژ اندازۀ نانوساختارها نیز بزرگ می‌شود. به علاوه، سرعت حرکت نوک در حین انجام لیتوگرافی عامل مؤثر دیگری است که در اندازۀ نانو ساختار و پیوستگی آن تأثیرگذار است. زمان بین تپ‌های متوالی نیز در مرتب بودن نانوساختارها و پیوستگی آن‌ها مؤثر است و باید بر حسب شرایط و هدف لیتوگرافی مقدار آن مشخص شود. اندازۀ نانوساختارهای ایجادشده در این مطالعه بین 20 تا 150 نانومتر بود. انجام فرایند لیتوگرافی به صورت کاملاً تکرارپذیر تا حداقل ولتاژ 3 ولت و حداکثر سرعت 150 نانومتر در ثانیه بر سطح طلا صورت گرفت. شکل هندسی نوک، رطوبت و دما نیز احتمالاً جزء عامل‌های تأثیرگذارند که بررسی تأثیر این پارامترها مستلزم مطالعات بیشتر است.

Keywords:

لیتوگرافی , STM , تیپ , نانوساختار , سرعت حرکت