Nanorakenteiden valmistus nopeammaksi ja edullisemmaksi
VTT ja SUSS MicroTec kehittivät edistyksellisen nanokuviointilaitteen
VTT ja ranskalainen SUSS MicroTec S.A.S. ovat kehittäneet markkinoiden monipuolisimman kaupallisen nanokuviointilaitteen. Laite ja uudet menetelmät mahdollistavat esimerkiksi taipuisien aurinkokennojen ja erittäin pienikokoisten, bioanalyysaattoreiden (Lab on a Chip) edullisen ja nopean valmistamisen. Kehitystyö tehtiin osana Emerging Nanopatterning Methods -hanketta. NPS300-laitteen prototyyppi on jo VTT:n käytössä Espoon Micronovassa.
NPS300-nanokuviointilaite VTT:n puhdastilassa Espoon Micronovassa. Markkinoiden monipuolisin laite soveltuu optisten ja sähköisten sekä biomateriaalien nanokuviointiin. Lisäksi sillä voidaan kuvioida suoraan kolmiulotteisia rakenteita.
Step and Stamp Imprint-litografiaan (SSIL) perustuvassa laitteessa käytetään kuvioitua piisirua leimasimena, jonka kuviot siirretään polyymeerikerrokseen painamalla. Laajalle alueelle kuviot saadaan kopioitua askeltamalla ja toistamalla painamista. Laite mahdollistaa monikerroksisen kuvioinnin hyvällä kohdistustarkkuudella. Käytettävät polymeerit voivat olla sekä lämpömuovattavia että ultraviolettivalolla kovetettavia. Kuvioitua polymeerikerrosta voidaan käyttää esimerkiksi etsausmaskina piitä tai kvartsia kuvioitaessa. Menetelmällä voidaan monistaa nopeasti ja edullisesti pieniä, alle 100 nanometrin kuvioita laajalle alueelle.
Leimasinten eli stamppien pienimmät rakenteet kuvioidaan jatkossakin elektronisuihkulitografialla. Sen sijaan suuriin pinta-aloihin voidaan käyttää Step and Stamp-kuviointia. Näin voidaan valmistaa leimasimet myös rullalta rullalle -nanokuviointiin.
Osasuurennos leimasimesta eli stampista. Kuvassa näkyvät ulokkeet ovat kooltaan alle 10 nanometriä. Micronovan prosessointilaitteisto mahdollistaa jopa tämän kokoluokan leimasinten valmistamisen.
Soveltuu uusille materiaaleille ja kolmiulotteisiin rakenteisiin Uusi laite soveltuu optisten ja sähköisten sekä biomateriaalien nanokuviointiin. Lisäksi sillä voidaan kuvioida suoraan kolmiulotteisia rakenteita. VTT:llä on kyetty tuottamaan jopa alle 10 nanometrin kokoisia kuvioita. Tarkan kohdistettavuuden ansiosta nanokuviointi voidaan myös yhdistää muiden kuviointimenetelmien kanssa. Suurien sarjojen valmistamiseen menetelmä on omiaan edullisuutensa ja nopeutensa ansiosta.
Emerging Nanopatterning Methods – VTT:n suurin EU-hanke
VTT:n koordinoima Emerging Nanopatterning Methods -hanke (NaPa) vahvistaa nanoteknologian tutkimusta Euroopassa. Vuonna 2004 käynnistynyt ja kustannuksiltaan 31 M€:n hanke on suurin VTT:n koordinoima EU-hanke ja samalla eräs EU:n suurimpia nanoteknologiahankkeita. Hankkeen tavoitteena on nanopainatusprosessien standardoiminen ja prosessikirjaston luominen. Kehitettävien ratkaisujen käyttökelpoisuuden edistämiseksi niistä pyritään luomaan kustannustehokkaita. Lisäksi painotetaan toimintaprosessien ympäristöystävällisyyttä. Eräs hankkeen merkittävimpiä saavutuksia on NPS300-nanokuviointilaite.
VTT on tehnyt nanokuviointiin liittyvää tutkimus- ja kehitystyötä jo vuodesta 1997.
Tutkimuslaitteistoja
Micronova - mikro- ja nanoteknologiakeskus
LisätietojaJouni AhopeltoTutkimusprofessori020 722 6644Päivi MajanderTutkija, Technology Manager, NaPa-projekti020 722 7295Copyright © Teknologian tutkimuskeskus VTT 2014 • Osoite: PL 1000, 02044 VTT • Puhelin: +358 20 722 111 • Faksi: +358 20 722 7001 • info@vtt.fi