Passi da gigante per le nanostrutture
La litografia atomica consiste in un metodo fisico in cui le traiettorie degli atomi di un raggio atomico vengono manipolate con raggi laser interferenti. La litografia atomica modella così un fascio di atomi con una maschera di luce che consente di produrre strutture a scala nanometrica. Il progetto NANOCOLD ha inteso sviluppare una nanotecnologia basata sulla deposizione di atomi concentrati con una luce laser, con l'obiettivo ultimo di produrre gli elementi di base per le applicazioni elettroniche, optoelettroniche, e della tecnologia dell'informazione. Nell'ambito del progetto NANOCOLD, è stato possibile produrre nanostrutture su una superficie mediante la deposizione diretta di atomi freddi di cesio. Il raffreddamento di un atomo indica la fase in cui un atomo che si muove in un raggio diffonde molti più fotoni di un atomo che si muove al di fuori del raggio. La cosa è possibile regolando la frequenza del raggio in modo da ridurre la velocità dell'atomo, e quindi raffreddarlo. Il raggio atomico freddo dell'apparato viene emesso con continuità da una trappola magneto-ottica MOT (magneto-optical trap) piramidale per gli atomi di cesio. La MOT è una configurazione specifica di specchi montati come una piramide vuota con una piccola apertura apicale, che confina gli atomi raffreddati in un piccolo volume. Alla deposizione diretta di atomi freddi di cesio su una superficie è stata associata una diagnosi microscopica in situ con microscopia STM-UHV (microscopia a effetto tunnel in vuoto estremo). Per la deposizione degli atomi freddi di cesio in presenza di maschera ottica in onda stazionaria, sono stati usati sostrati HOPG (Highly Ordered Pyrolytic Graphite), una forma relativamente nuova di carbonio super puro. Le relativamente piccole dimensioni delle regioni atomiche piatte del sostrato hanno reso però difficile effettuare osservazioni su una serie regolare di nanolinee di cesio. Gli sforzi si sono quindi concentrati sull'analisi di linee singole isolate, e hanno mostrato risultati estremamente buoni. Il cesio è altamente reattivo nell'aria e la sua manipolazione, deposizione e analisi richiedono quindi un enorme impegno. I risultati del progetto arricchiscono conoscenze e letteratura sulla diffusione specifica usata e sul fenomeno di crescita constatato nel regime implementato. Sono necessari ulteriori studi per chiarire il ruolo svolto dai parametri del processo e dalle caratteristiche del sostrato nel definire la forma dei depositi.
