Κυριακή 20 Απρίλη 2003
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ
ΕΝΘΕΤΗ ΕΚΔΟΣΗ: "7 ΜΕΡΕΣ ΜΑΖΙ"
Η τέχνη των νανοκατασκευών

Συναρμολόγηση κβαντικών κουκκίδων
Συναρμολόγηση κβαντικών κουκκίδων
Η ανάπτυξη της μικροηλεκτρονικής - πρώτα του τρανζίστορ και μετά η συσσωμάτωση των τρανζίστορ σε μικροεπεξεργαστές, ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης και μικροελεγκτές - έχει δημιουργήσει μια αφθονία μηχανών που μπορούν να διαχειριστούν πληροφορίες, κατευθύνοντας ηλεκτρόνια μέσα από το πυρίτιο. Η μικροηλεκτρονική βασίζεται σε τεχνικές με τις οποίες έχει γίνει ρουτίνα η κατασκευή δομών με διάμετρο μόλις 100 νανόμετρων (δισεκατομμυριοστών του μέτρου). Αυτό το μέγεθος είναι πολύ μικρό με βάση την ανθρώπινη εμπειρία (περίπου ένα χιλιοστό της διαμέτρου της ανθρώπινης τρίχας), αλλά είναι μεγάλο στην κλίμακα των ατόμων και των μορίων. Ενα σύρμα πυριτίου διαμέτρου 100 νανόμετρων θα είχε στο μέγιστο της διατομής του, 500 άτομα διατεταγμένα στη σειρά.

Η φωτολιθογραφία, η τεχνολογία που χρησιμοποιείται για την κατασκευή κυκλωμάτων υψηλής ολοκλήρωσης, μπορεί να τροποποιηθεί για να παραχθούν δομές νανοκλίμακας, αλλά οι τροποποιήσεις θα είναι τεχνικά δύσκολες και πολύ δαπανηρές. Οι τεχνικές νανοκατασκευών μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: οι μέθοδοι από πάνω προς τα κάτω, που χαράζουν μια επιφάνεια ή συσσωματώνουν μόρια πάνω σ' αυτή και οι μέθοδοι από κάτω προς τα πάνω, που συναρμολογούν άτομα ή μόρια σε μικροδομές. Δύο παραδείγματα πολλά υποσχόμενων τεχνικών με προσέγγιση από πάνω προς τα κάτω, είναι η μαλακή λιθογραφία και η λιθογραφία εμβάπτισης με ενδεχόμενες χρήσεις στις οπτικές επικοινωνίες και στη βιοχημεία. Ορισμένοι ερευνητές χρησιμοποιούν μεθόδους με προσέγγιση από κάτω προς τα πάνω για να δημιουργήσουν κβαντικές κουκκίδες που μπορούν να λειτουργήσουν σαν βιολογικές βαφές, δείκτες της κυτταρικής δραστηριότητας.

Η ιδέα της κατασκευής «νανοδομών» που δημιουργούνται από τμήματα με πάχος ενός ή έστω μερικών ατόμων, έχει μεγάλο ενδιαφέρον, τόσο σαν επιστημονική πρόκληση, όσο και για πρακτικούς λόγους. Μια δομή με μέγεθος ενός ατόμου αποτελεί ένα θεμελιώδες όριο: για να φτιάξει κανείς οτιδήποτε μικρότερο θα πρέπει να πειράξει τον πυρήνα του ατόμου, στην ουσία μεταστοιχειώνοντας ένα χημικό στοιχείο σε ένα άλλο. Τα τελευταία χρόνια οι επιστήμονες εφηύραν πολλές τεχνικές για την κατασκευή νανοκατασκευών, αλλά μόλις αρχίζουν να διερευνούν τις ιδιότητες των κατασκευών αυτών και τις δυνατότητες που ανοίγονται. Η εποχή των νανοκατασκευών είναι εδώ και η εποχή των νανοεπιστημών έχει αρχίσει, αλλά η εποχή της νανοτεχνολογίας, δηλαδή της εξεύρεσης πρακτικών χρήσεων για τις νανοκατασκευές, είναι ακόμα σε εμβρυακή κατάσταση.


Συμβατική φωτολιθογραφία
Συμβατική φωτολιθογραφία

Λιθογραφία εμβάπτισης
Λιθογραφία εμβάπτισης

Επιμέλεια:
Σταύρος ΞΕΝΙΚΟΥΔΑΚΗΣ
Πηγή: «Scientific American»



Ο καθημερινός ΡΙΖΟΣΠΑΣΤΗΣ 1 ευρώ