nanolithografie

Nanolithografie is een verzamelnaam voor technieken die patronen op nanometerschaal op een substraat aanbrengen. Ze omvatten zowel top-down methoden, waarbij materiaal volgens een patroon wordt verwijderd of gedeponeerd, als bottom-up benaderingen, waarbij nanostructuren uit moleculen of atomen worden opgebouwd. Doel is het realiseren van features kleiner dan circa honderd nanometer, wat cruciaal is voor nanofabricage in elektronica, fotonica en biomedische toepassingen.

Veelgebruikte technieken zijn elektron-beam lithography (EBL), nanoimprint lithography (NIL) en scanning probe lithography (SPL). EBL biedt hoge resolutie maar lage throughput; NIL gebruikt een mal om patroon te imprinten voor snelle duplicatie; SPL omvat dip-pen nanolithography en near-field lithography.

Over het algemeen begint nanolithografie met het aanbrengen van een resist op een substraat en het blootstellen aan de patroonbron (elektronen, ionen, naaldpunt, of beeld). Na ontwikkeling of schrijven volgt patroontransfert door etsen of depositie, waarna lift-off of afwerking plaatsvindt. Omgevingscontroles en materiaalkeuzes zijn cruciaal.

Toepassingen liggen in nano-elektronica, optische en plasmonische nanostructuren, dataopslag, biosensoren en lab-on-a-chip-systemen. Nanostructuren kunnen bijvoorbeeld de lichtabsorptie verbeteren, sensoren gevoeliger maken en specifieke interacties op het oppervlak mogelijk maken.

Uitdagingen zijn doorvoersnelheid, kosten en defectcontrole. De resolutie kan beperkt zijn door proximitie-effecten en resist-gebaseerde proceslimitaties. Toekomstige ontwikkelingen richten zich op efficiëntere replicatie, hogere throughput en betere integratie met conventionele lithografie voor massaproductie.