Fotolitografía 3D con resolución de 1/20 de la longitud de onda que alcanza los 40 nanómetros

Por Francisco R. Villatoro, el 11 abril, 2009. Categoría(s): Ciencia • Física • Informática • Noticias • Óptica • Physics • Science
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Ejemplos de lo que Fourkas y su grupo son capaces de hacer en fotolitografía 3D.

La fotolitografía convencional está limitada por el límite de difracción a una resolución de aproximadamente un cuarto (1/4) de la longitud de onda de la luz utilizada. John T. Fourkas y sus colaboradores de la University of Maryland, MD, EE.UU., han desarrollado una nueva técnica (llamada RAPID) que permite una resolución de hasta un veinteavo (1/20) de la longitud de onda utilizada (hasta 40 nm (nanómetros) de resolución). La nueva técnica se aplica sobre (moldea) una resina acrílica especial (fotorresina polimérica). Gracias al proceso llamado absorción multifotón de pulsos de luz a 800 nm se logran crear enlaces entre los polímeros (fotopolimerización), que se pueden destruir (desactivar) utilizando el proceso llamado absorción de un solo fotón con luz continua a 800 nm. Esta nueva técnica permite fabricar estructuras en 2 y 3 dimensiones con detalles muy inferiores a la longitud de onda utilizada. El artículo técnico es Linjie Li, Rafael R. Gattass, Erez Gershgoren, Hana Hwang, John T. Fourkas, “Achieving lambda/20 Resolution by One-Color Initiation and Deactivation of Polymerization,” Science Express, Published Online April 9, 2009 .

Quizás no es tan espectacular obtener detalles con una escala de la décima (1/10) parte de la longitud de onda, pero si la longitud de onda es adecuada, se pueden lograr detalles aún más pequeños, de hasta 36 nm (nanómetros). Así lo han logrado Rajesh Menon y sus colaboradores del MIT (Massachusetts Institute of Technology), Cambridge, MA, EE.UU., gracias al uso de un haz de luz con longitud de onda de 325 nm aplicada una película térmicamente estable de moléculas fotocromáticas. Para controlar el proceso se requiere un segundo haz de irradiación a 633 nm, que vuelve opaca la película para su escritura simultánea con el haz anterior. Han sido capaces de fotolitografiar líneas paralelas de un anchura de 36 nm separadas por 36 nm. Se dice pronto. Pero hace sólo unos años era inconcebible llegar a estos extremos con láseres ópticos en fotolitografía plana (2D). El artículo técnico es Trisha L. Andrew, Hsin-Yu Tsai, Rajesh Menon, “Confining Light to Deep Subwavelength Dimensions to Enable Optical Nanopatterning,” Science Express, Published Online April 9, 2009 .

La fotolitografía 3D subdifractiva en la escala de los nanómetros es un campo muy activo en la actualidad. Una de sus aplicaciones más importantes es almacenar información óptica en la escala de los nanómetros (el futuro de los DVD, BlueRay y similares). Una nueva técnica de litografía óptica subdifractiva con irradiación de 2 colores ha sido desarrollada por Robert R. McLeod y sus colaboradores de la University of Colorado, Boulder, CO, EE.UU. Cada color (longitud de onda) inicia la polimerización de una resina por absorción de un solo fotón. La aplicación de los dos haces simultáneamente de forma adecuada produce la activación/desactivación de enlaces entre los monómeros que conducen a detalles subdifractivos mucho más pequeños que los que se obtienen con las técnicas convencionales. La técnica también permite la fabricación de estructuras complejas en 2 y 3 dimensiones en la escala de los nanómetros, pero sus autores tienen en mente aplicaciones más prosaicas y económicamente más rentables, el almacenamiento de información óptica. El artículo técnico es Timothy F. Scott, Benjamin A. Kowalski, Amy C. Sullivan, Christopher N. Bowman, Robert R. McLeod, “Two-Color Single-Photon Photoinitiation and Photoinhibition for Subdiffraction Photolithography,” Science Express, Published Online April 9, 2009 ,

Lo dicho, el número de Science de la próxima semana promete ser un número muy fotolitográfico, digo, muy fotogénico. Espectacular.



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Por Francisco R. Villatoro, publicado el 11 abril, 2009
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