Gở bỏ rảo cản trong việc sản xuất hàng loạt vi mạch nhỏ

Trong kỹ thuật khắc nano dựa trên việc tạo ra một lượng chất lỏng nhất định, các giọt chất lỏng trên bề mặt của một lớp silicon mỏng được ép thành một hệ mạch, nhanh chóng rắn lại và hình thành bên một hệ thống mạch điện mong muốn. (Ảnh: Stephen Chou/Princeton University)

Bằng cách loại bỏ được các bong bóng khí hình thành khi “đúc” các giọt chất lỏng thành những mạch phức tạp, nhóm nghiên cứu do trường đại học Princeton dẫn đầu, đã xóa bỏ được chướng ngại vật của việc sản xuất hàng loạt những vi mạch nhỏ hơn và rẻ hơn.

Dẫn đầu bởi ông Stephen Chou, giáo sư chế tạo tại đại học Princeton, nhóm nghiên cứu đã khắc phục được một dạng của kỹ thuật khắc nano không dùng ánh sáng (nanoimprint lithography), một phương pháp cách mạng do giáo sư Chou phát minh vào thập niên 90.

Kỹ thuật khắc nano sử dụng một chiếc khuôn có kích thước nanomet để tạo nên những vi mạch máy tính và các cấu trúc nano khác, trái ngược rõ rệt với phương pháp truyền thống, phương pháp sử dụng tia ánh sáng, electron hoặc ion để tạo nên các kiểu vi mạch lên thiết bị.

Kỹ thuật này cho phép tạo ra các mạch và thiết bị có kích thước không dài hơn một phần tỉ của met hoặc nanomet – nhỏ hơn gấp hơn 10 lần so với các vi mạch được sản xuất hàng loạt ngày nay, nhưng chi phí lại rẻ hơn gấp 10 lần. Do tính năng độc đáo cùng chi phí hợp lý, kỹ thuật khắc nano là một giải pháp then chốt cho việc chế tạo các vi mạch máy tính và nhiều loại thiết bị nano khác để sử dụng trong quang học, lưu trữ dữ liệu từ tính và công nghệ sinh học thuộc các ngành khác trong tương lai. 

Giáo sư Stephen Chou (Ảnh: princeton.edu)

Trong kỹ thuật khắc nano dựa trên việc tạo ra một lượng chất lỏng nhất định, các giọt chất lỏng trên bề mặt của miếng silicon mỏng được ép thành một hệ mạch, nhanh chóng rắn lại để hình thành nên hệ thống mạch điện mong muốn. Kỹ thuật này hấp dẫn các nhà sản xuất hơn các dạng khắc nano khác bởi vì nó không cần phải được thực hiện trong một buồng chân không đắt tiền. Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi kỹ thuật này đã bị ngăn cản bởi sự hình thành các bong bóng khí, những bong bóng này làm biến dạng hệ mạch mong muốn.

“Đâu là một bước quan trọng bởi vì để đạt được ích lợi từ kỹ thuật khắc nano, bạn cần sử dụng được nó trong việc sản xuất hàng loạt với chi phí thấp,” giáo sư Chou nói. Phát hiện của nhóm nghiên cứu được công bố vào ngày 17 tháng 1 trong tạp chí Nanotechnology.

Trong một loạt các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, giáo sư Chou và các đồng nghiệp đã nghiên cứu các yếu tố làm cho các bong bóng khí hình thành và tìm ra cách loại bỏ các tác nhân có kích cỡ nhỏ hơn milimet này. Bằng cách gia tăng áp lực khắc hay sử dụng chất lỏng có độ hòa tan của khí cao hơn, họ đã có thể làm tăng một cách đáng kể khả năng tan ra trong chất lỏng của các bong bóng khí trước khi chất lỏng rắn lại.

Thanh Vân