聪明自组装打开新的通路，为纳米技术

要继续推进下, 一代电子设备必须充分利用纳米材料在哪里跨越只是十亿分之一米。但平衡复杂、 精度和制造这种神奇小尺度上的可伸缩性是难免会有困难。幸运的是，一些纳米材料可以哄使自己贴紧需编队-这一过程称作自组装。

科学家在美国能源部 (DOE) 布鲁克海文国家实验室刚刚开发的方式，直接自组装在一个单一的材料内的多个分子模式，产生新的纳米尺度结构。结果刊登在自然通讯 》 杂志上。

“这是一个重要概念突破自组装，”布鲁克海文实验室物理学家亚伦 · 斯坦因说研究的主要作者。”在过去，我们是局限于一种单一的突发模式，但这种技术相对轻松地打破了这一障碍。这是重要的基础研究，当然，但它还可以改变我们设计和制造电子产品的方式。

微芯片，例如，使用精心图案的模板产生的纳米结构的处理和存储信息。通过自组装，然而，这些结构可以自发地形成没有那详尽无遗的初步模式。和现在，自组装可以生成多个不同模式大大增加了可以在单个步骤中形成的纳米结构的复杂性。

“这种技术很容易融入现有的芯片制作工作流程，”研究合著者凯文 Yager 还说布鲁克海文国家实验室的物理学家。”这是令人兴奋，使一天找其路入我们的计算机的一个基本发现”。

功能纳米材料 (以下简称 CFN)、 美国能源部科学办公室用户设施，利用内部专门知识和仪表完全在布鲁克海文实验室中心进行实验工作。

烹饪有组织的复杂性

协作使用块共聚物链的两个不同的分子联系在一起 — — 因为他们内在的能力，做出自我组装的。

“是一样强大的自组装，我们怀疑指导过程会增强它，以创建真正的 ‘敏感’ 自组装，”说研究 》 合著者格雷格 Doerk 的布鲁克海文国家实验室。”这正是我们在那里推它”。

要引导自组装，科学家创建精确但是简单的基质模板。使用一种称为梁光刻斯坦电子专业方法-他们刻蚀模式数以千计的次数比模板表面上的人类头发还要薄。然后添加一个包含一整套的嵌段共聚物到模板的解决方案、 旋转衬底打造涂层薄，和他们”烤”都在一个炉子来踢入形成的分子。热能驱动嵌段共聚物与模板，设置最终配置在此实例，平行的线或点在网格中的相互作用。

“在常规自组装，最后纳米结构遵循模板的指导线，但都是单一模式的类型，”斯坦说。”但这都只是改变了”。

线条和点，住在一起

合作以前发现，混合在一起不同嵌段共聚物允许多个共存的线和点到窗体的纳米结构。

“我们发现了一种令人兴奋的现象，但不能选择的形态就会出现，”Yager 说。但是然后研究团队发现，调整基底改变出现的结构。通过简单地调整间距和光刻线模式容易制造使用现代工具自组装块厚度可以本地可转换成超薄线或高密度纳米点阵列。

“我们意识到，我们自组装材料结合 nanofabricated 向导给我们那难以捉摸的控制。，当然，这些新的几何实现规模非常小，”Yager 说。

“在本质上，”说斯坦因，”我们创造了智能模板纳米材料组装。我们可以走了多远，技术有待观察，但它打开一些很有希望的途径”。

格温莱特，另一个的 CFN 合著，补充道，”很多纳米制造实验室应该能够做到这一点与他们内部的工具把戏明天发现它甚至可能。”

科学家们计划更加成熟的过程中，为了能走向更多的设备类似架构使用更复杂的材料。

“CFN 内正在进行的和开放的协作使这成为可能，”查尔斯 · 布莱克，CFN 主任说。”我们已经在自组装、 电子专家梁光刻技术和甚至电子显微镜表征的材料，都在一个屋檐，所有极限纳米下。”