В атомно-зондовой томографии с помощью ионного пучка или другим удобным методом из образца изготавливают иголку – зонд с радиусом острия порядка сотни нанометров. Затем образец в специальной камере с глубоким вакуумом охлаждают до сверхнизких температур (чтобы атомы "не мельтешили") и помещают напротив экрана из датчиков ионов. На образец подают импульс высокого напряжения, в результате чего атомы на его поверхности ионизируются и летят в сторону экрана. Датчики экрана фиксируют время и место прилета каждого иона. Поскольку ионы вылетают строго перпендикулярно поверхности зонда, по месту их попадания в экран можно судить, где они находились на поверхности острия зонда. При правильном выборе параметров системы удается даже определить положение каждого атома. А по времени, которое требуется иону, чтобы долететь до экрана, можно вычислить его массу, а значит, определить химический элемент. Следующий импульс высокого напряжения уносит с иголки следующий атомный слой, и так импульс за импульсом, слой за слоем, расстреливая образец, можно выяснить, что у него было внутри.
Оказалось, что при имплантации в кремний атомы мышьяка начинают взаимодействовать с дислокациями и «захватываются» ими, группируясь вокруг дефектов кристаллической решетки. Причем обычный отжиг, который за счет высокой температуры должен снизить количество дефектов и равномерно распределить атомы примеси по образцу, тут не помогает. Захват примесей дислокациями создает большие пространственные флуктуации электронных свойств материала. А это значит, что, например, транзистор должен быть больше размеров этих неоднородностей – иначе его свойства будут непредсказуемы.
Как можно бороться с этой напастью, пока неясно. Стало быть, у технологов, стремящихся впихнуть побольше транзисторов в один и тот же объем, хлопот только прибавится. И тут им, разумеется, не обойтись без микроскопов фирмы Imago. ГА
Высочайшей точности струйной печати удалось достичь команде исследователей из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн. Их новый электродинамический струйный принтер (e-jet) уже позволяет печатать линии толщиной 700 и точки диаметром 250 нанометров.
В последние годы научные журналы просто пестрят статьями о новых технологиях массового производства гибких электронных схем, дисплеев и других устройств с помощью струйной печати. Напечатать можно все, от проводника или изолятора до транзистора и светодиода, и эта технология обещает быть более удобной и дешевой, чем традиционная фотолитография. Однако точности обычных методов струйной печати, в которых капельки жидкости выбрасываются из сопел за счет вскипания или механического давления пьезопоршня, тут уже не хватает. Диаметр капельки трудно сделать меньше 10—20 мкм, как и трудно довести точность попадания до значений, меньших диаметра капли. Всяческие ухищрения позволяют немного улучшить ситуацию, но обычная точность современной фотолитографии в десятки нанометров кажется недостижимой.
По всей видимости, изменить ситуацию поможет электродинамический метод печати, при котором капельку жидкости отрывают и переносят на подложку за счет действия электростатических сил. Этой идее уже не один десяток лет, но только совместные усилия большой команды специалистов из разных областей физики и химии позволили довести ее до ума.
Ученые использовали специальные сопла с внутренним диаметром от 0,3 до 30 мкм, поверхность которых для облегчения течения жидкости была покрыта слоем скользкого, похожего на тефлон полимера на золотой подложке. Управляемый компьютером координатный стол перемещал подложку в плоскости печати и обеспечивал постоянное расстояние до сопла около 100 мкм. Чтобы получить капельку, между соплом и подложкой пропускали импульсы амплитудой от 110 до 900 вольт. Хитрость в том, что диаметр капельки в этом методе уже не ограничивается диаметром сопла. Действие электрического поля приводит к тому, что сферический мениск жидкости на кончике сопла приобретает форму острого конуса – и маленькая капля, диаметр которой может быть меньше, чем у сопла, отрывается с самого кончика конуса. Меняя форму и частоту следования импульсов, а также скорость подачи жидкости, размерами капли можно управлять в широких пределах. С помощью скоростной камеры ученым удалось детально проследить за процессом формирования и отрыва капель.
В качестве чернил для электродинамической печати можно использовать широкий набор органических и неорганических жидкостей, включая суспензии твердых объектов вроде нанотрубок или частиц кремния. Для демонстрации возможностей e-jet ученые напечатали на гибкой пластиковой подложке тонкопленочный транзистор, у которого в качестве полупроводника канала использовался ориентированный массив однослойных углеродных нанотрубок. Размеры транзистора не превысили микрона, а его электрические характеристики оказались сравнимы с параметрами транзисторов, полученных с помощью обычной фотолитографии.
Авторы метода считают, что полученное разрешение далеко не предел, и сейчас иллинойская команда продолжает работать над уменьшением объема капель. К сожалению, у электродинамической печати есть ряд существенных недостатков – в частности, капельки жидкости неизбежно оказываются электрически заряжены. Этот заряд в некоторых ситуациях может оказывать медвежью услугу, осложняя взаимодействие капли с подложкой или даже приводя к разрушению уже напечатанной части электронной схемы. Второй трудностью является то, что скорость печати падает при увеличении разрешения и уменьшении диаметра сопел. Но эту проблему можно преодолеть, увеличивая количество одновременно работающих сопел, как в головке обычного струйного принтера. ГА
Выбор спутника жизни непростое и волнующее занятие как для мужчин, так и для женщин. Кто-то думает, что знает, кого ищет, кто-то надеется на случайную встречу или любовь "с первого взгляда". Пролить свет на то, как мы действительно выбираем себе партнера, решила группа психологов под руководством Петера Тодда (Peter Todd) из университета штата Индиана.
Они провели простое и вместе с тем изящное исследование. Была набрана группа добровольцев из 46 человек. Вначале всем участникам предложили заполнить анкету, в которой нужно было оценить себя и желаемого партнера по ряду важных параметров: внешняя привлекательность, финансовое положение (имеющееся и предполагаемое в будущем), состояние здоровья, а также родительские качества и способность воспитывать детей. После этого каждый испытуемый имел возможность встретиться по очереди с каждым участником группы противоположного пола и в течение 3-5 минут пообщаться с ним. По окончании встречи нужно было указать в специальной карточке, есть ли желание встретиться с этим человеком еще раз. Вот и все нехитрое задание. Что же выяснилось?
Нетрудно догадаться, что на вопросы анкеты испытуемые давали социально желательные ответы. Они утверждали, что хотят найти кого-то, кто имел бы такие же представления о жизни и интересах, как и у них. Естественно, что социальный статус и материальное положение тоже не должны были сильно отличаться. Однако реальный выбор, который продемонстрировали участники исследования, говорил о другом. Мужчины несмотря ни на что отдавали предпочтение женщинам привлекательным, а женщины, в свою очередь, благоволили к более богатым и стабильным в социальном плане мужчинам. Таким образом, выяснилось, что подлинные мотивы выбора партнера существенно отличаются от заявленных.