Descripción del proyecto
Una nueva técnica de nanoestructuración ofrece esperanzas para crear estructuras a gran escala con moléculas individuales
La posibilidad de estructurar materiales a tamaños cada vez más pequeños empleando procesos fotolitográficos está generando avances en el campo de la nanotecnología. Cuando el tamaño del rasgo de los materiales se reduce a nanoescala, es posible manipular los átomos y moléculas individuales para modificar drásticamente las propiedades de los materiales. Hasta ahora, la nanolitografía de mayor resolución puede generar estructuras de hasta 20 nanómetros. La litografía ultravioleta extrema, una tecnología litográfica de próxima generación, puede proporcionar tamaños de estructuras aún más pequeños. Sin embargo, el desenfoque de electrones secundarios derivado de los fotones ultravioletas extremos dificulta la creación de patrones unimoleculares. El proyecto Nanolace, financiado con fondos europeos, demostrará una técnica de nanolitografía rupturista: la litografía atómica basada en máscaras. Se explorarán dos enfoques: las máscaras de estado sólido y las máscaras ópticas. Si el proyecto tiene éxito, será el primero en utilizar condensados de Bose-Einstein en litografía y en demostrar una litografía basada en máscaras con resolución mononanométrica, revolucionando así el mundo de la microelectrónica y la electrónica cuántica.
Objetivo
Lithography refers to the transfer of a pattern onto a substrate. Lithography techniques are used in the production of a huge range of devices and materials ranging from microelectronics and MEMS devices to optical metamaterials and smart surfaces for medical and other applications. The ultimate goal and limit of lithography is to obtain fast and large scale patterning which enables the controlled positioning of individual molecules or atoms. This requires fast, large scale single nm resolution patterning. At the moment no techniques are available that can do that. Fast positioning of individual molecules or atoms over large areas can path the way for the creation and industrial application of whole new classes of materials and devices including room temperature quantum electronic devices, electronic metamaterials as well as nano filtration membranes and can push the performance of todays microelectronics.
The highest resolution (~20 nm), fast, large scale lithography technique today is photolithography where a photon beam is projected through a mask, so that the pattern from the mask is replicated by direct imaging on a substrate coated with resist. Next generation Extreme Ultra Violet (EUV) lithography uses 92 eV photons and is targeted to deliver 8 nm resolution. The EUV ultimate limit, determined by the secondary electron generation blur, is estimated to be around 6 nm, which does not enable single nm resolution patterning. Further reductions in the photolithography resolution of the patterning would increase the photon energy, exacerbating the secondary blur.
In Nanolace, a radical breakthrough to reach nm resolution lithography will be demonstrated: single nm resolution patterns will be generated with solid state and optical masks, proposed by partners in the consortium using metastable and Bose Einstein condensated atoms. Nanolace will be the first demonstration of lithography with a Bose Einstein condensate.
Ámbito científico
Palabras clave
Programa(s)
Convocatoria de propuestas
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H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Régimen de financiación
RIA - Research and Innovation actionCoordinador
5020 Bergen
Noruega