Войти
Литография со сканирующим датчиком (SPL ) описывает набор нанолитографических методов для создания рисунка на материале на наномасштабе с использованием сканирующие зонды. Это метод прямой записи, без маски, который обходит дифракционный предел и может достигать разрешения ниже 10 нм. Это считается альтернативной литографической технологией, часто используемой в академической и исследовательской среде. Термин сканирующая зондовая литография был введен в обращение после первых экспериментов по формированию рисунка с сканирующими зондовыми микроскопами (SPM) в конце 1980-х.
Различные подходы к SPL можно классифицировать по их цели: добавлять или удалять материал, по общему характеру процесса либо химическим или физический, или в соответствии с движущими механизмами взаимодействия зонда с поверхностью, используемыми в процессе формирования рисунка: механический, термический, диффузионный и электрический.
Литография с механическим сканирующим зондом (m-SPL) - это наномеханическая обработка или нанесение царапин сверху вниз без применение тепла. Термомеханическое SPL применяет тепло вместе с механической силой, например вдавливание полимеров в памяти Millipede.
В литографии термического сканирующего зонда (t-SPL) используется нагреваемый сканирующий зонд для эффективного удаления материала с поверхности без приложения значительных механических сил. Глубину формирования рисунка можно контролировать для создания трехмерных структур с высоким разрешением.
Литография термохимическим сканирующим зондом (tc-SPL) или термохимическая нанолитография (TCNL) использует наконечники сканирующего зонда для вызывать термически активируемые химические реакции для изменения химической функциональности или фазы поверхностей. Такие термически активируемые реакции были продемонстрированы в белках, органических полупроводниках, электролюминесцентных сопряженных полимерах и резисторах с нанолентой. Кроме того, снятие защиты с функциональных групп (иногда с использованием температурных градиентов), восстановление оксидов и кристаллизация пьезоэлектрика / сегнетоэлектрика керамика.
Dip-pen сканирующая литография (dp-SPL) или погружная нанолитография (DPN) - это метод литографии с использованием сканирующего зонда, основанный на диффузия, где наконечник используется для создания рисунков на различных веществах путем нанесения различных жидких чернил. Литография с термографическим погружным пером или нанолитография с погружным пером (TDPN) расширяет пригодные для использования чернила к твердым телам, которые могут осаждаться в жидкой форме при предварительном нагреве зондов.
Литография с окислительным сканирующим зондом (o-SPL), также называемая нанолитографией с локальным окислением (LON), окисление с помощью сканирующего зонда, наноокисление, локальное анодное окисление, литография с окислительным AFM основана на пространственном ограничении окисления реакция.
литография сканирующего зонда с индуцированным смещением (b-SPL) использует высокие электрические поля, создаваемые на вершине наконечника зонда, когда напряжения применяется между наконечником и образцом для облегчения и ограничения различных химических реакций разложения газов или жидкостей с целью локального осаждения и роста материалов на поверхностях.
В литографии сканирующего зонда, индуцированной током (c-SPL), в дополнение к сильным электрическим полям b-SPL, также возникает сфокусированный электронный ток, который излучается из наконечника СЗМ используется для создания наношаблонов, например в полимерах и молекулярных стеклах.
Были разработаны различные методы сканирующего зонда для записи шаблонов намагничивания в ферромагнитные структуры, которые часто описываются как магнитные методы SPL. Литография с магнитным сканирующим зондом с термической поддержкой (tam-SPL) работает за счет использования нагреваемого сканирующего зонда для локального нагрева и охлаждения областей ферромагнитного слоя с обменным смещением в присутствии внешнего магнитного поля. Это вызывает смещение петли гистерезиса экспонированных областей, закрепляя намагниченность в другой ориентации по сравнению с необлученными областями. После охлаждения закрепленные области становятся стабильными даже в присутствии внешних полей, что позволяет записать произвольные наноструктуры в намагниченность ферромагнитного слоя.
В массивах взаимодействующих ферромагнитных наноостровков, таких как искусственный спиновый лед, методы сканирующего зонда использовались для записи произвольных магнитных шаблонов путем локального изменения намагниченности отдельных островков. Магнитная запись, управляемая топологическими дефектами (TMW), использует диполярное поле намагниченного сканирующего зонда, чтобы вызвать топологические дефекты в поле намагничивания отдельных ферромагнитных островков. Эти топологические дефекты взаимодействуют с краями островков и аннигилируют, в результате чего намагниченность меняется на противоположную. Другой способ записи таких магнитных паттернов - это формирование паттерна с помощью магнитно-силовой микроскопии с помощью магнитного поля, при котором прикладывается внешнее магнитное поле немного ниже поля переключения наноостровков, а намагниченный сканирующий зонд используется для локального повышения напряженности поля выше требуемой. для изменения намагниченности выбранных островов.
Будучи последовательной технологией, SPL по своей сути медленнее, чем, например, фотолитография или литография наноимпринтов, в то время как распараллеливание, необходимое для массового производства, считается большим усилием системной инженерии (см. также Память многоножек ). Что касается разрешения, методы SPL обходят оптический дифракционный предел благодаря использованию сканирующих датчиков по сравнению с фотолитографическими методами. Некоторые датчики имеют встроенные метрологические возможности, позволяющие контролировать обратную связь в процессе записи. SPL работает в окружающих атмосферных условиях, без необходимости в сверхвысоком вакууме (UHV ), в отличие от электронно-лучевой или EUV литографии.
