روشی جدید برای تولید نانوساختارها
این نانوساختارها می‌توانند در کاربردهای مختلفی همچون اپتیک غیرخطی، به‌دام‌اندازی نوری و طیف‌سنجی بهبودیافته سطحی مورد استفاده قرار گیرند.
گروهی از محققان آمریکایی، اسپانیایی و فرانسوی روش جدیدی برای ایجاد نانوروزنه‌های هم‌محور در مقیاس ویفر روی فیلم‌های فلزی یافته‌اند. این نانوساختارها می‌توانند در کاربردهای مختلفی همچون اپتیک غیرخطی، به‌دام‌اندازی نوری و طیف‌سنجی بهبودیافته سطحی مورد استفاده قرار گیرند.
نانوروزنه‌های هم‌محور فلزی مشابه نانوفتونیکی کابل‌های هم‌محور هستند. این نانوساختارها می‌توانند نور را در مقیاس نانومتری هدایت و محدود کرده و به‌عنوان ابزارهای قدرتمندی در پلاسمونیک، حسگری زیست‌شیمیایی، تصویربرداری، اپتیک غیرخطی، به‌دام‌اندازی نوری و نانوفتونیک به کار روند. با این حال ساخت چنین روزنه‌هایی با شکاف نانومتری در سطح بزرگ بسیار دشوار است.
گروهی از محققان به رهبری سانگ هیونگ اُه از دانشگاه مینسوتا آمریکا مدعی هستند که این مشکل را با ساخت نانوروزنه‌های هم‌محور در مقیاس ویفر روی فیلم‌های طلا حل کرده‌اند. این تحقیق جدید براساس کار قبلی این محققان در سال 2010 است که توانسته بودند با استفاده از روشی به نام رسوب‌دهی لایه اتمی یا ALD شکاف‌های زیر 10 نانومتری روی فیلم‌های فلزی ایجاد کنند.
هیونگ می‌گوید: « از ALD به طور معمول در روکش‌دهی فیلم‌های بسیار نازک استفاده می‌شود، اما ما با بهره‌گیری از تفکیک‌پذیری اتمی این روش، توانستیم ساختارهای بسیار ریزی تولید کنیم. به همین دلیل نام این روش را لیتوگرافی لایه اتمی گذاشتیم. ما توانستیم روزنه‌هایی به کوچکی 1 نانومتر ایجاد کرده و با موفقیت نور مادون قرمز را درون این روزنه‌های هم‌محور به دام بیاندازیم».
محققان برای ایجاد این ساختارهای ریز، ابتدا آرایه‌ای از ستون‌های طلا به قطر 100 تا 250 نانومتر را روی یک بستر الگودهی کردند. سپس یک لایه به ضخامت چند نانومتر از آلومینا را با استفاده از روش ALD روی سطح نشانده و بدین ترتیب اندازه نهایی روزنه‌ها را مشخص کردند. در مرحله بعد یک لایه دیگر طلا را روی کل سطح نشاندند؛ این کار برجستگی‌های بزرگی روی این سطح جدید در محل قرار گرفتن ستون‌ها ایجاد کرد. در نهایت با استفاده از روشی به نام فرز یونی زاویه خراشی (glancing-angle ion milling) به شکلی انتخابی این برجستگی‌ها را تراشیده و روزنه‌های هم‌محور در ناحیه قرارگیری ستون‌ها ایجاد کردند.
به گزارش ستاد توسعه فناوری نانو،هیونگ توضیح می‌دهد: «در کار قبلی با استفاده از لیتوگرافی لایه اتمی، از چسب نواری برای حذف برجستگی‌های ایجاد شده روی ستون‌ها استفاده کردیم، اما موفق به ایجاد روزنه‌های هم‌محور با قطرهای زیرمیکرونی نشدیم؛ زیرا چسب نواری و فلز به خوبی به یکدیگر متصل نمی‌شوند. همچنین ابزارهایی که با این روش تولید شد، بزرگ بود و در محدوده طول موج‌های بسیار بلند (تراهرتز) عمل می‌کردند، اما با استفاده از روش جدید بدون توجه به اندازه روزنه‌ها می‌توانیم بخش‌های فلزی اضافه را حذف کرده و روزنه‌های هم‌محور با اندازه و فاصله مورد نظر را تولید نماییم».
جزئیات این کار در مقاله‌ای در مجله Nano Letters منتشر شده است.
