Tecnica di produzione di massa per nanotecnologie a basso costo
La nanotecnologia, o lo sviluppo di "macchine" funzionali sulla scala di singoli atomi e molecole, ha compiuto passi da gigante in numerosi campi, tra cui l'elettronica e la scienza dei materiali. Uno dei principali ostacoli alla commercializzazione di concetti e progettazioni nanotecnologici è stata la difficoltà di un aumento progressivo della produzione per raggiungere una produzione di massa. Le piccole e medie imprese (PMI), molte delle quali operanti nel settore delle nanotecnologie, si trovano in una situazione di particolare svantaggio per quanto riguarda gli investimenti in attrezzature per la nanofabbricazione, attualmente costose. La litografia a nanostampa (NIL) è un metodo per creare un modello su scala atomica su un substrato polimerico utilizzando un timbro. In contrasto con la litografia a ultravioletti profondi (DUVL) e la litografia a ultravioletti estremi (EUVL), che sono basate su una luce altamente concentrata che scolpisce i modelli in wafer, la NIL utilizza semplice la deformazione meccanica. È caratterizzata da un costo significativamente inferiore rispetto alla DUVL e all'EUVL e da una resa a risoluzione estremamente elevata e di buona qualità, che la rende particolarmente interessante per le PMI. Un consorzio di ricercatori europei ha iniziato a sviluppare la NIL per la produzione di nanostrutture tridimensionali (3D) ad altissima precisione, grazie al finanziamento del progetto 3Dnanoprint ("Nanoimprint lithography for novel 2- and 3- dimensional nanostructures"). Gli scienziati hanno scelto di testare i concetti utilizzando la fabbricazione di cristalli fotonici 3D, storicamente molto difficili da produrre e quindi un ottimo indicatore di successo di un progetto. I cristalli fotonici sono disposti periodicamente in nanostrutture ottiche importanti per la manipolazione della luce (radiazione elettromagnetica) in applicazioni come i rivestimenti riflettenti di lenti e specchi. I cristalli fotonici devono avere periodicità o ripetizione regolare all'interno di una struttura, con intervalli sulla scala dei nanometri corrispondenti alle lunghezze d'onda della luce che consentono una sua manipolazione. Pertanto, la precisione è una sfida importante. Gli scienziati hanno costruito il cristallo fotonico nella cosiddetta "struttura a catasta di legna". Ogni strato successivo è accatastato sul precedente con stringenti requisiti di allineamento per produrre la periodicità desiderata, senza dispersione e sfocatura. Sono stati compiuti progressi significativi nel migliorare la precisione di allineamento strato su strato, migliorando i substrati polimerici della NIL (resistenza) e migliorando il processo di incisione. I concetti del progetto 3Dnanoprint dovrebbero contribuire ad aprire la porta a una nanofabbricazione diffusa e conveniente da parte delle PMI e quindi ad un'esplosione del commercio basato sulle strutture e sui dispositivi nanotecnologici, nell'attesa di una tecnologia di produzione di massa.
