Ciencia de los materiales

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Litografía para nuevos materiales

  • Description

  • Trabajar con materiales a nano y microescala exige prestar atención al impacto de las dimensiones del patrón y del dispositivo en las propiedades del material.
    La litografía de escritura directa ofrece un método flexible para modificar y dar forma a los materiales a estas escalas, lo que permite controlar una serie de propiedades físicas. Las series DWL y MLA de Heidelberg Instruments utilizan la litografía láser de escritura directa para crear patrones, estructuras y texturas a microescala, así como contactos para dispositivos electrónicos y mediciones.

    Además, puede utilizarse la Litografía de Sonda de Barrido Térmico (t-SPL) para iniciar modificaciones materiales a nanoescala, con la capacidad añadida de aplicar calentamiento local. El NanoFrazor proporciona una herramienta de litografía muy precisa y versátil, que permite aplicar a los materiales un calentamiento ultrarrápido, un enfriamiento y una presión local elevada a escala nanométrica, abriendo el acceso a estados de la materia que pueden no ser accesibles macroscópicamente.

    Estas técnicas de Litografía de Escritura Directa pueden utilizarse para estudiar y controlar las propiedades físicas de los materiales, con aplicaciones potenciales en campos como la electrónica de alto rendimiento, el almacenamiento de energía y la purificación del agua. A medida que las dimensiones de los patrones y los dispositivos siguen reduciéndose, la Litografía de Escritura Directa ofrece un camino prometedor hacia el avance continuo de la nanotecnología.

    A continuación se muestran algunas imágenes relacionadas con la Ciencia de los Materiales y los sistemas adecuados para esta aplicación.

  • Requirements

  • Solutions

Trabajar con materiales a nano y microescala exige prestar atención al impacto de las dimensiones del patrón y del dispositivo en las propiedades del material.
La litografía de escritura directa ofrece un método flexible para modificar y dar forma a los materiales a estas escalas, lo que permite controlar una serie de propiedades físicas. Las series DWL y MLA de Heidelberg Instruments utilizan la litografía láser de escritura directa para crear patrones, estructuras y texturas a microescala, así como contactos para dispositivos electrónicos y mediciones.

Además, puede utilizarse la Litografía de Sonda de Barrido Térmico (t-SPL) para iniciar modificaciones materiales a nanoescala, con la capacidad añadida de aplicar calentamiento local. El NanoFrazor proporciona una herramienta de litografía muy precisa y versátil, que permite aplicar a los materiales un calentamiento ultrarrápido, un enfriamiento y una presión local elevada a escala nanométrica, abriendo el acceso a estados de la materia que pueden no ser accesibles macroscópicamente.

Estas técnicas de Litografía de Escritura Directa pueden utilizarse para estudiar y controlar las propiedades físicas de los materiales, con aplicaciones potenciales en campos como la electrónica de alto rendimiento, el almacenamiento de energía y la purificación del agua. A medida que las dimensiones de los patrones y los dispositivos siguen reduciéndose, la Litografía de Escritura Directa ofrece un camino prometedor hacia el avance continuo de la nanotecnología.

A continuación se muestran algunas imágenes relacionadas con la Ciencia de los Materiales y los sistemas adecuados para esta aplicación.

Application images

Microscale columns with flat tops (the tops are 2x2 um) patterned using a MLA 150 Maskless Aligner. (Courtesy of EPFL Center for Micronanotechnology)
Microscale columns with flat tops (the tops are 2x2 um) patterned using a MLA 150 Maskless Aligner. (Courtesy of EPFL Center for Micronanotechnology)
Directed self-assembly of PS-b-PMMA lamellae on top of a 25 nm HP NanoFrazor pattern (right) and without a guiding pattern (left). (Courtesy of CNM-IMB Barcelona, Spain)
Directed self-assembly of PS-b-PMMA lamellae on top of a 25 nm HP NanoFrazor pattern (right) and without a guiding pattern (left). (Courtesy of CNM-IMB Barcelona, Spain)
Metal contacts with vanishingly small Schottky barriers fabricated using the NanoFrazor. On single-layer CVD-grown MoS2. (Courtesy of Prof. Elisa Riedo, NYU, see Nat.Electr.2019)
Metal contacts with vanishingly small Schottky barriers fabricated using the NanoFrazor. On single-layer CVD-grown MoS2. (Courtesy of Prof. Elisa Riedo, NYU, see Nat.Electr.2019)
Heated NanoFrazor tip creates ferroelectric PZT nanostructures by local crystallization of an amorphous sol-gel precursor material. (Courtesy of Riedo group, NYU, published by Kim et al. in Adv. Mat. 2011)
Heated NanoFrazor tip creates ferroelectric PZT nanostructures by local crystallization of an amorphous sol-gel precursor material. (Courtesy of Riedo group, NYU, published by Kim et al. in Adv. Mat. 2011)
SEM image of 100-nm-wide squares patterned by NanoFrazor and subsequently ion milled into a rough iron oxide film.
SEM image of 100-nm-wide squares patterned by NanoFrazor and subsequently ion milled into a rough iron oxide film.
Single Ni nanowires used to investigate Co-Ni alloy magneto-thermopower and magneto-resistance. (Courtesy of Tim Boehnert, University of Hamburg)
Single Ni nanowires used to investigate Co-Ni alloy magneto-thermopower and magneto-resistance. (Courtesy of Tim Boehnert, University of Hamburg)
NanoFrazor can be used for high-resolution direct removal of certain materials; here a perovskite crystal (inset) was patterned. (Courtesy of Hemayyet Uddin (MCN, Melbourne), in cooperation with Heidelberg Instruments Nano)
NanoFrazor can be used for high-resolution direct removal of certain materials; here a perovskite crystal (inset) was patterned. (Courtesy of Hemayyet Uddin (MCN, Melbourne), in cooperation with Heidelberg Instruments Nano)
Thermal quenching of a thermochromic supramolecular polymer to obtain fluorescence contrast via disaggregation of excimer-forming moieties. (Courtesy of LMIS1 at EPFL, published by Zimmermann et al. in ACS Appl. Mat. & Int. 9, 2017)
Thermal quenching of a thermochromic supramolecular polymer to obtain fluorescence contrast via disaggregation of excimer-forming moieties. (Courtesy of LMIS1 at EPFL, published by Zimmermann et al. in ACS Appl. Mat. & Int. 9, 2017)

suitable Systems

µMLA

  • Alineador sin máscara

Alineador de sobremesa configurable y compacto, sin máscara, con módulos de escaneado rasterizado y exposición vectorial.

DWL 66+

DWL 66+

  • Sistema de litografía láser de escritura directa

Nuestro sistema más versátil para investigación y creación de prototipos, con resolución variable y amplia selección de opciones.

MLA 150

  • Alineador sin máscara

La herramienta sin máscara más rápida para prototipado rápido, la alternativa a los alineadores de máscara. Perfecta para la litografía binaria estándar.

NanoFrazor tabletop

NanoFrazor

  • Sistema de litografía de sonda de barrido térmico

Versátil y modular herramienta que combina Sonda de exploración térmica Litografía, Directo Sublimación Láser Directa avanzada automatización para corte-vanguardia I+D.

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