Если посмотреть на электронную микросхему, или, как ее еще называют, микрочип, в микроскоп, то можно увидеть рисунок, напоминающий снимок города с высоты. Здесь и улицы, и дома, и сложные развязки во много слоев. С каждым годом чипы становятся все сложнее, а рисунок на них — все тоньше. Фактически чипы уже шагнули в наномир, где размеры объектов измеряются миллиардными долями метра.

Мы недавно рассказывали о том, что фототехнологии, которые используются для производства чипов, подошли к своему пределу. Хотя и есть пути, позволяющие этот предел несколько отодвинуть. Подробности посмотрите на сайте Радионаука.ру. А вот совсем другой подход состоит в том, чтобы наносить схему микрочипа не светом, а сразу веществом. То есть теми атомами, которые и образуют проводящие улицы и перекрестки. Этот подход блестяще и совершенно пионерски разрабатывают в Институте спектроскопии РАН в лаборатории лазерной спектроскопии под руководством профессора Виктора Ивановича Балыкина.

Казалось бы, что трудного? Берешь поток атомов, фокусируешь его на подложке и начинаешь рисовать им то, что надо. Но вся проблема именно в том, как «сфокусировать». Со светом это сделать легко: есть линзы и зеркала. А для потока атомов их нет. Атомы ведь будут взаимодействовать с веществом и поглощаться.

Физики из Троицка нашли совершенно необычное решение. На основе изобретения, которому уже тысячи лет.

Есть одно устройство для управления светом, не состоящее из вещества. Оно состоит из дырки. Есть так называемая камера обскура, что на латыни означает «темная комната». Упоминания о камере обскура встречаются еще в 5-м веке до н.э. Тогда китайский философ Ми Ти описал возникновение изображения на стене затемнённой комнаты напротив небольшого отверстия. Это самое отверстие из-за явления дифракции света и играет роль линзы. Но ведь дырка — она дырка не только для фотонов, но и для атомов, которые, согласно представлениям квантовой механики, тоже имеют волновые свойства.

И профессор Балыкин с коллегами стали строить на ней атомную оптику. Нанооптику, потому что изображения нужны именно наноразмеров. Поэтому отверстия диаметром около 50 нанометров делали в тончайшей пленке, обстреливая ее на ускорителе тяжелыми ионами. Каждый ион прошил пленку насквозь и оставил трек. Затем химики превратили эти треки в отверстия нужного размера и формы.

Как же работает уникальная установка, которую создали в Институте спектроскопии? Разогретый поток атомов хрома проходит через маску — пластинку, на которой вырезана буква «лямбда» (это символ института). Размер буквы всего 4 миллиметра. А дальше на пути потока стоит пленка с множеством наноотверстий. И каждое из них работает линзой, фокусирующей изображение.

И эти дырки формируют наноизображение из атомов на подложке! Крошечные лямбды, написанные атомным пером, имеют толщину линий меньше 50 нанометров! Понятно, что вместо лямбды таким способом можно будет наносить нужное изображение. Скажем, полоски узора на чипах.

Оговоримся: пока это еще нанонаука, а не нанотехнология. Российская, абсолютно пионерская в мире, нанофизика. Легкая на словах, но основанная на глубочайших идеях и тончайших экспериментах.

С сожалением о том, что программа коротка, о разработке атомной оптики для нанотехнологий вам рассказывали Сергей Катасонов и Любовь Стрельникова.

Фотография с сайта en.wikipedia.org

Передачу от интересующей вас даты можно найти в разделе «Календарь».

© «Тёмная материя» 2005—2006. При цитировании ссылка обязательна.