Инженеры из Массачусетского технологического университета научились собирать микроскопические полимерные провода в трехмерные структуры. Это позволит в будущем создавать микрочипы с многослойным расположением контактов. Работа опубликована в журнале Science, ее краткое содержание приводится на сайте университета.
Миниатюризация микрочипов с проводящими проводами из кремния ограничивается возможностями фотолитографии, которая применяется для их изготовления. Чтобы сделать элементы микросхем как можно меньше, изготовители используют свет все меньшей длины волны, вплоть до жесткого ультрафиолета.
Ученые решили исследовать возможности альтернативной технологии - изготовления микроскопических проводов из структур, которые образуются сополимерами. Авторы сшивали две отталкивающиеся друг от друга молекулы полимеров в одну, получая вещество, способное самопроизвольно собираться в цилиндрические структуры. Подобным образом ведут себя поверхностно-активные вещества, которые сами способны образовывать мицеллы.
Структуры, которые образуют сополимеры, не вполне регулярны и имеют множество дефектов. Чтобы добиться большей регулярности, ученые решили использовать направляющую подложку.
Подложка была изготовлена из кремния методом литографии с помощью пучка электронов. Она представляла собой поверхность с регулярно расположенными вертикальными цилиндрами. Перед нанесением полимеров подложку обрабатывали отталкивающим веществом.
В результате использования подложки полимеры сформировали два слоя параллельно расположенных проводящих цилиндров. Расположение цилиндров в слоях было независимо друг от друга и контролировалось только структурой подложки, а именно размером и формой цилиндров на ее поверхности. Авторам удалось также заставить проводящие цилиндры изгибаться под острыми углами и образовывать соединения.
Пока инженеры смогли изготовить только двуслойное устройство, но потенциально оно может иметь три или даже больше слоев.
Работа находится на стадии фундаментальных исследований, но ученые считают, что в будущем она сможет помочь изготовителям микрочипов преодолеть дифракционный предел миниатюризации. Эту же технологию расчета и изготовления подложки потенциально можно применить и для создания структур на биополимерах - молекулах белков и ДНК.
