nanolitografi

Nanolitografi är en samling tekniker för att skapa och överföra mönster med nanometerska dimensioner på olika ytor. Genom att kontrollera geometrin på nanonivå kan nanolitografi påverka elektriska, optiska och biokompatibla egenskaper hos material. Teknikerna används främst i forskning, men har även potential inom elektronik, fotonik och biosystem.

Metoderna delas vanligtvis in i top-down och bottom-up. Top-down-tekniker använder energi såsom ljus, elektroner eller mekaniskt tryck för att rista, etsa eller forma material till nanostrukturer. Exempel är elektronbeamlitografi (EBL) och nanoimprint-lithografi (NIL). EBL exponerar ett resistlager med en fokuserad elektronstråle och ger mycket hög upplösning men är tidskrävande och kostsamt i stor skala. NIL formar mönster genom att trycka en exakt mold in i mjukt material, vilket lämpar sig väl för massproduktion. Bottom-up-metoder bygger mönster genom självorganisation eller platsbunden deposition, exempelvis dip-pen nanolitografi (DPN) där molekyler överförs av en nanonål, samt scanning probe-lithografi (SPL) med AFM- eller STM-spetsar.

Materialval och processer: Valet av material inkluderar polymerresist som PMMA samt olika inorganiska eller biomolekylära överföringsmaterial. Resistval och processvillkor avgör dimensioner, kantkvalitet och efterföljande steg såsom utveckling och metallisering.

Användningsområden: Utveckling av nanoskaliga kretsar och kontakter inom elektronik, konstruktion av nanofotoniska strukturer och plasmoniska ytor samt ytfunktionalisering i biomedicin och biosensorer där exakt placerade molekyler krävs.

Utmaningar och framtid: Trots framsteg är genomströmning, kostnad, defekter och renhet betydande hinder för kommersiell användning. Forskningen fokuserar på bättre genomförande, integration med CMOS och kombinerade metoder för 3D-nanolitografi.