З кремнію зібрали найменший будиночок

Вчені створили мініатюрну модель будинку довжиною близько 25 мікрометрів. Для цього в листі кремнію була вирізана розгортка будинку, після чого стіни самостійно зібралися з плоского листа в єдину конструкцію, згинаючись під дією опромінення іонами, розповідають автори в журналі.


Крім звичайної електроніки існує її куди більш мініатюрний аналог у вигляді мікроелектромеханічних систем. Вони привабливі своїми властивостями, але їх поширення обмежене методами та інструментами виробництва, які повинні бути пристосовані для дуже невеликих масштабів. Через це вчені продовжують удосконалювати методи створення невеликих конструкцій з дуже дрібними елементами і способи маніпулювати ними. Іноді під час такої роботи дослідники створюють досить кумедні пристрої, але зазвичай за їх створенням стоять передові методи, які згодом можна застосувати і для створення складних і корисних систем.


Подібну роботу представили французькі матеріалознавці під керівництвом Джоела Агнуса (Joel Agnus) з Університету Бургундії - Франш-Конте. Вони використовували систему ^ ROBOTEX, що складається зі скануючого електронного мікроскопа з великою камерою, в якій розташовуються установка з фокусованим іонним пучком, система газової інжекції, а також мікроманіпулятор з шістьма ступенями свободи.

Для того, щоб створити будинок за допомогою цих інструментів дослідники взяли кремнієву пластину товщиною 1,2 мікрометра. У ній вирізали за допомогою іонного пучка шаблон будинку з чотирма стінами, в яких тим же методом прорізали вікна і двері. Після цього автори зібрали об'ємні стіни з плоского шаблону за допомогою техніки, що нагадує техніку орігамі. Замість згинів у паперовому листі вчені потончали стики між основою і кожною стіною за допомогою опромінення іонами галію.

Принцип складання такого «орігамі» заснований на тому, що при певній для кожного матеріалу товщині він починає мимоволі згинатися через опромінення. Це відбувається через те, що іони галію проникають углиб зразка і в основному нагрівають нижню частину пластини. В результаті в ній утворюються дві зони - гаряча і холодна -, які розширюються з різною інтенсивністю. Це призводить до того, що пластина згинається в місці витончення і стіни піднімаються в потрібне положення з плоского шаблону.

Після цього будинок зварили по швах кінцем оптичного волокна за допомогою газового напилення. Потім з кремнієвої пластини аналогічно стінам вирізали дві частини даху, які піднесли до будинку за допомогою мікроманіпулятора і приварили напиленням. Також дослідники прикріпили до одного зі скатів даху трубу і в результаті отримали мініатюрний будинок розміром близько 25 мікрометрів на торці оптичного волокна.

Торік інша група матеріалознавців створила за допомогою лазерної фотолітографії найменший спінер у світі, причому працює. Для того, щоб його закрутити дослідники направляли на предметний столик зі спінером трубку з виходячим повітрям.

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND