مسافر007
12th March 2012, 09:33 PM
محققان کانادایی نوعی روش دستکاری خودکار برای ساخت ترانزیستورهای اثر میدان (FET) ابداع کردند که محدودیت‌های روش‌های رایج بالا به پایین را ندارد و امکان کنترل دقیق تعداد نانوسیم‌ها و نانولوله‌های به‌کار رفته در تجهیزات نانویی را فراهم می‌کند.
شکل a) و b): قبل و بعد از حذف نانوسیم‌ها بین الکترودهای منبع و تخلیه ترانزیستورهای اثر میدان، ترانزیستورهایی هستند که برای کنترل شکل و رسانایی یک کانال در یک نیمه‌هادی به میدان الکتریکی وابسته‌اند. در سال 2005 محققان به کمک آزمایش‌های مختلف نشان دادند که نانوسیم‌های سیلیکونی می‌توا‌نند به‌عنوان کانال منبع- تخلیه ("Source-Drain") مورد استفاده قرار گیرند. اتصال یک بیومولکول به یک گیرنده به تولید اثر میدان منجر می‌شود که بر بار سطحی و پتانسیل سطح اثر می‌گذارد. بنابراین، از هدایت الکتریکی و تغییرات منحنی I-V نانوسیم‌ها می‌توان چگونگی اتصال بیومولکول را توصیف کرد.
روش‌های فعلی ساخت حسگرهای نانوسیمی سیلیکونی شامل روش‌های بالا به پایین نظیر لیتوگرافی و پرتو یون متمرکز (FIB) هستند که بسیار پرهزینه، پیچیده و کم‌بازده هستند. البته روش‌های کم‌هزینه هم وجود دارند که در آنها حسگرهای مبتنی بر FET را از آرایه‌های میکروساختار متشکل از نانولوله‌ها و نانوسیم‌ها می‌سازند. ولی مشکل این روش‌ها عدم کنترل دقیق شرایط فرایند و در نتیجه عدم کنترل تعداد نانولوله‌ها و نانوسیم‌ها در یک آرایه است.
اخیراً محققان آزمایشگاه میکرو و نانوسیستم‌های پیشرفته دانشگاه تورنتو روش دستکاری خودکار نانومقیاس ابداع کرده‌اند که در صورت الحاق با روش‌های معمول قابیلت کنترل دقیق تعداد نانوسیم‌ها یا نانولوله‌ها را دارد. آنها یک الگوریتم خودکار درست کردند که می‌تواند یک نانوسیم منفرد را از یک ترانزیستور به‌طور فیزیکی حذف کند. در نتیجه، عملکرد ترانزیستور حاصل به‌دلیل کنترل دقیق تعداد و قطر نانوسیم‌ها تا حد زیادی بهبود می‌یابد.
این فرآیند دستکاری نانومقیاس، شامل مراحل متعددی است که عبارتند از: شناسایی یک نانوسیم منفرد و الکترودهای تماس، انتخاب نانوسیم‌هایی که باید از سیستم حذف شوند، طراحی مسیر پروب نانویی، شناسایی محل تماس زیرلایه با پروب، حذف نانوسیم و در نهایت تعیین مشخصات آرایه طراحی شده.
جزئیات این پژوهش در شماره اخیر مجله Nature Biotechnology منتشر شده است.
منبع: ستاد توسعه فناوری نانو
شکل a) و b): قبل و بعد از حذف نانوسیم‌ها بین الکترودهای منبع و تخلیه ترانزیستورهای اثر میدان، ترانزیستورهایی هستند که برای کنترل شکل و رسانایی یک کانال در یک نیمه‌هادی به میدان الکتریکی وابسته‌اند. در سال 2005 محققان به کمک آزمایش‌های مختلف نشان دادند که نانوسیم‌های سیلیکونی می‌توا‌نند به‌عنوان کانال منبع- تخلیه ("Source-Drain") مورد استفاده قرار گیرند. اتصال یک بیومولکول به یک گیرنده به تولید اثر میدان منجر می‌شود که بر بار سطحی و پتانسیل سطح اثر می‌گذارد. بنابراین، از هدایت الکتریکی و تغییرات منحنی I-V نانوسیم‌ها می‌توان چگونگی اتصال بیومولکول را توصیف کرد.
روش‌های فعلی ساخت حسگرهای نانوسیمی سیلیکونی شامل روش‌های بالا به پایین نظیر لیتوگرافی و پرتو یون متمرکز (FIB) هستند که بسیار پرهزینه، پیچیده و کم‌بازده هستند. البته روش‌های کم‌هزینه هم وجود دارند که در آنها حسگرهای مبتنی بر FET را از آرایه‌های میکروساختار متشکل از نانولوله‌ها و نانوسیم‌ها می‌سازند. ولی مشکل این روش‌ها عدم کنترل دقیق شرایط فرایند و در نتیجه عدم کنترل تعداد نانولوله‌ها و نانوسیم‌ها در یک آرایه است.
اخیراً محققان آزمایشگاه میکرو و نانوسیستم‌های پیشرفته دانشگاه تورنتو روش دستکاری خودکار نانومقیاس ابداع کرده‌اند که در صورت الحاق با روش‌های معمول قابیلت کنترل دقیق تعداد نانوسیم‌ها یا نانولوله‌ها را دارد. آنها یک الگوریتم خودکار درست کردند که می‌تواند یک نانوسیم منفرد را از یک ترانزیستور به‌طور فیزیکی حذف کند. در نتیجه، عملکرد ترانزیستور حاصل به‌دلیل کنترل دقیق تعداد و قطر نانوسیم‌ها تا حد زیادی بهبود می‌یابد.
این فرآیند دستکاری نانومقیاس، شامل مراحل متعددی است که عبارتند از: شناسایی یک نانوسیم منفرد و الکترودهای تماس، انتخاب نانوسیم‌هایی که باید از سیستم حذف شوند، طراحی مسیر پروب نانویی، شناسایی محل تماس زیرلایه با پروب، حذف نانوسیم و در نهایت تعیین مشخصات آرایه طراحی شده.
جزئیات این پژوهش در شماره اخیر مجله Nature Biotechnology منتشر شده است.
منبع: ستاد توسعه فناوری نانو