Метод лазерного нанесения структур на стекло с разрешением в 1000 раз меньше ширины человеческого волоса разработала команда учёных из МФТИ, ИХФ им.Семенова, МГУ им.М.В.Ломоносова и ИПХФ. Фокусировка лазера производилась с помощью маленьких стеклянных сфер, играющих роль линз.
Такой метод позволяет дёшево и достаточно просто наносить сложные структуры на поверхность стекла, получая при этом пространственное разрешение менее 100 нанометров, что в восемь раз меньше, чем толщина используемого луча лазера.
Новый способ позволит достаточно быстро и дёшево создавать сенсоры и микросхемы с размерами в несколько нанометров. По мнению учёных, он намного дешевле и технологически проще своих конкурентов. Кроме того, метод позволяет наносить заданные с компьютера рисунки на поверхности стекла с приемлемым разрешением.
Вся технология нанесения выглядит следующим образом. Сначала поверхность стекла облучается фемтосекундным лазером. Импульс лазера фокусируется с помощью стеклянного шарика, положение которого определяется оптической ловушкой. Свет падает на заданную заранее область стекла.
На поверхности стекла в результате образуются бугорки, которые затем, после обработки поверхности щелочным раствором, превращаются в ямки меньших размеров и более упорядоченных форм.
Помимо собственно разработки технологии, в этой работе учёные исследовали зависимость получаемого разрешения (размеров ямок) от мощности лазерного излучения. Оказалось, что для большей точности лучше использовать мелкие стеклянные сферы, в результате чего разрешение "гравюры" может доходить до 100 нанометров. Минимальный диаметр ямки, полученной таким образом, был равен 70 нанометрам.
Для практического применения метода помимо высокого разрешения необходимо также учитывать сложность нанесения комплексных структур.
"Создание тонких желобов и каналов может найти применение в производстве микрофлюидных устройств и различных "нанозаводов", которые применяются в химии и биологии", — говорит соавтор статьи, аспирант факультета общей и прикладной физики МФТИ Александр Шахов. При создании миниатюрных точных сенсоров, работающих с жидкостями, каналы для них наносятся именно такими методами.
Детальное описание нового метода гравировки учёные опубликовали в журнале ACS Publications.
