| Apie | Žurnalas | Archyvas | Mokslo įdomybės | Paieška |

2002 m. Nr. 3 turinys

· Sistemų integracija - operatyvesnės ir lankstesnės paslaugos vartotojams

Optinis ryšys
· Puslaidininkiniai lazeriai - lemtingo lūžio metas
· Difrakcinė MEMS technologija siūlo naują platformą optiniams tinklams
· Žinutės
· Šviesa virsta skysčiu

· Ieškant tinkamiausiojo paskutinei myliai sprendimo
· Žinutės
· Prastas sandėris
· Konvergencija lusto lygmeniu

Mobilusis ryšys
· Nepriimtina mobiliojo ryšio tinklų pusė
· Visų ryšio standartų mobilusis telefonas
· Žinutės
· Išjunkite telefoną, kitaip jį išjungsime mes patys
· Riksmai orbitoje
· Pasišnekėti - nebrangu, siųsti žinutę - dar pigiau

Tendencijos
· Naujų technologijų įdiegimo Rytų ir Vidurio Europos šalyse problemos
· Rinka jau pradeda atsigauti
· Keturi mobiliosios telefonijos vystymosi scenarijai

Internetas
· Internetinė telefonija sukels revoliuciją
· Kibernetiniai parazitai
· Žinutės

Elektronika
· Geros aušinimo sistemos be kompromisų nesukursi
· Žinutės
· Grojanti striukė
· Nanotechnologijos imasi mokslo grandai
· Trijų pagrindinių spalvų jutikliai perteikia kontrastingesnį vaizdą
· Nauji veidai programuojamos logikos sektoriuje
· Nuo Turingo iki šių dienų
· Kvantiniai supersmegenys
· Kol kas "kiečiausias" tranzistorius
· Popieriaus ir rašiklio sugrįžimas

Nanotechnologijos imasi mokslo grandai

   Dešimtojo dešimtmečio pradžioje kompanija IBM nusprendė ištirti atomų mastelio vaizdų gavimo prietaiso, vadinamo atominės jėgos mikroskopu, galimybes. Šiuo prietaisu jie ieškojo defektų mažytėse skylutėse, kurios CD-ROM paviršiuje vaizduoja skaitmeninius bitus. Matavimai parodė, kad nikelio lydinyje, naudojamame gaminant CD-ROM, buvo defektų - mažyčių, kelių šimtų nanometrų aukščio iškilimų. Laboratorijoje visi vadino juos zitais. IBM bendradarbis C. Grantas Willsonas stebėjosi, kaip lydinys sugeba kiekviename diske sukurti lygiai tokius pačius defektus. Metalo gūburėliai tapo savotišku įkvėpimo šaltiniu. Žiūrinėdamas atominės jėgos mikroskopu gautus vaizdus Willsonas pagalvojo, kad toks sugebėjimas atkurti idealios formos nanodarinius galėtų tapti nauju labai mažų dalykų gamybos metodu.

   Ši idėja padarė jį vienu iš keleto pionierių, iš techninės hiperbolės pavertusių nanotechnologiją realybe. Willsonas ir kiti vadovaujantieji mokslininkai iš Pricetono ir Harwardo universitetų bei Kalifornijos technologinio instituto pradėjo komercializuoti lydymą, štampavimą, spausdinimą ir kalimą - technologinius metodus, primenančius vaikiškus žaidimus ar automobilių pramonėje naudojamus procesus. Šios pastangos galiausiai pakeis visą prietaisų, naudojamų puslaidininkių, telekomunikacijų ir biomedicinos pramonėje, gamybą.

   Willsono kelias į nanometrinių darinių gamybą prasidėjo 1993 m. jam dirbant IBM. Jis negalėjo susitaikyti su tuo metu buvusiu korporacijos finansiniu nuosmukiu ir mintimi, kad teks atsisakyti daugelio savo vadovaujamos medžiagų tyrimo grupės narių. Jis perėjo dirbti į Teksaso universitetą ir ten pradėjo bendradarbiauti su mechanikos inžinerijos profesoriumi S. V. Sreenivasanu - spręsti problemas, kurios buvo tiesiogiai susijusios su jo atrastaisiais nanozitais.

Defektų atsiradimas gaminant CD-ROM diskus paskatino C. Grant Willsoną sukurti naują metodą nanodarinių gavimui.

   Mokslininkai pirmiausia sukūrė technologiją, kurios procesas prasideda kvarco plokštelės su paviršiuje suformuotais tranzistorių, laidų ir kitų elektronikos komponentų vaizdais užliejimu metalo lydalu. Po to sukietėjęs lydinys būdavo uždedamas ant padengto skysto monomero sluoksniu silicio lusto paviršiaus. Skystis užpildydavo lydinyje esančias įdubas dar iki tol, kol per kvarcą šviečianti ultravioletinė spinduliuotė priversdavo skystį virsti kietu polimeru. Galiausiai, būdavo atliekamos baigiamosios lusto gamybos proceso procedūros. Tokia spausdinimo technologija leisdavo pagaminti grandynus, kurių atskirų detalių matmenys tebuvo vos kelių nanometrų - ne didesni kaip kai kurių medžiagų molekulės. "Tai primena pirmąjį Gutenbergo naudotą spaustuvinį presą", - pastebi Willsonas. "Niekuomet nebūčiau nė pagalvojęs, kad galima išlieti tokius mažus dalykėlius".

   Praėjusiais metais Willsonas ir Sreenivasanas įtikino verslo veteraną Normaną E. Shumakerį, iki tol įkūrusį sėkmingai besidarbuojančią puslaidininkinių prietaisų gamybos firmą "Emcore", vadovauti pradėjusiai šią technologiją diegti naujai įmonei "Molecular Imprints". Iki šių metų pabaigos Molecular Imprints tikisi pagaminti pirmuosius nanospausdinimo technologijos gamybos ir bandymų įrenginius ir pradėti tiekti juos vartotojams. Tarp jų yra ir "Motorola" su "KLA-Tensor", kurios investavo į naujai įkurtą įmonę.

   Puslaidininkių pramonės kompanijos patikėjo savo pinigus "Molecular Imprints" labiau norėdamos apsidrausti, nei tikėdamos paversti juos greitu pelnu. Pramonininkai mielai nurašytų nanospausdinimą kaip vien mokslininkams įdomų užsiėmimą ir rinktųsi nusistovėjusias technologijas. Šiuolaikinės tradicinės litografijos būdu grandynai gaminami apšviečiant fotojautrią cheminę medžiagą, vadinamą rezistu, labai trumpo bangos ilgio ultravioletine spinduliuote. Tačiau vis didėjanti tokio metodo kaina gali priversti pereiti prie nanospausdinimo. Pasaulyje garsus medžiagų tyrėjas Willsonas domisi abiem koncepcijom. Jo laboratorijoje taip pat yra bandomi nauji šiuolaikinei optinei litografijai skirti fotorezistai. Taigi jis gerai suvokia, kiek daug liko spręsti sudėtingų problemų: optiniams rezistams prireiks ištiso dar mažai ištirtų naujų medžiagų rinkinio. Bet, tiesą sakant, Willsonui nelabai ir rūpi, kuri koncepcija ims vyrauti. "Mano darbas yra doktorantų ruošimas", - sako jis. "Ir abu projektai tam puikiausiai tinka."

   Stephenas Y. Chou visą savo mokslinę karjerą praleido stengdamasis išplėsti miniatiūrizavimo ribas. Iki tol, kol plačiau nebuvo pradėtas vartoti žodis "nanotechnologija", jis kūrė submikroninius darinius. Devintajame dešimtmetyje jis pasiekė pasaulio rekordus - pagamino patį mažiausią tranzistorių, sukūrė tranzistorių, sugebantį įsijungti bei išsijungti tam naudojant vos vieną elektroną, padarydamas iš "nanostulpelių"magnetinės atminties įrenginius ir sukonstruodamas optiniams tinklams skirtus elementus, kurie mažesni negu šviesos bangos ilgis. "Man visada pats svarbiausias dalykas buvo įveikti ilgių skalės ribą", - sako Chou, kuris baigė Pekino universitetą, apgynė doktoratą Massachusetso technologijos institute, o po to tęsė savo akademinę karjerą Stanfordo, Minesotos ir galiausiai Pricetono universitetuose.

Atlikti tiriamieji darbai paskatino Y. Chou sukurti technologinį procesą nanotechnologijai.

   Dešimtojo dešimtmečio pradžioje jis pristatydavo savo darbą mokslinėse konferencijose ir po to nuolat atsakinėdavo į tuos pačius klausimus apie nanotechnologijos komercializavimo perspektyvas. Pagaminti naudojant optinę litografiją mažesnes nei šviesos bangos ilgis prietaiso detales, yra be galo sudėtinga - tai panašu į tai, lyg brėžtume labai ploną liniją buku pieštuku. Kaip ir Willsonas, Chou pradėjo tirti tokius mažų darinių gamybos metodus be optinės spinduliuotės. Per dešimtmetį Chou remiamas įvairių federalinių agentūrų sukūrė darinių, kurie yra mažesni nei šviesos bangos ilgis, ir elementų, kurie trumpesni negu 200 nm, gamybos technologiją. Pastaruosius trejus metus Chou bandė realizuoti praktiškai pirmuosius įrenginius kurie buvo panašūs į Willsono sukurtus liejimo technologijos būdu įrenginius. Vietoj ultravioletinės spinduliuotės, kurią Willsonas naudojo polimero sukietinimui, Chou kaitina medžiagą tol, kol ji suteka į liejinį; medžiaga vėliau sukietėja ją ataušinus. Po to toks liejinys naudojamas perkeliant darinių raštą ant puslaidininkinio lusto paviršiaus.

   Chou įkurtoji kompanija NanoOpt stengiasi viename luste sutalpinti įvairius optinius komponentus. Užuot gaminusi tranzistorius ir varžas firma gamina filtrus, šviesolaidžius ir lazerių rezonatorius. Nanospausdinimas gali tikti automatizuojant optinių komponentų gamybą. Iki pastarųjų metų surinkimo darbams atlikti dažnai būdavo naudojamas brangus rankų darbas. Jeigu tų komponentų gamyba būtų vykdoma didelėmis serijomis, atpigtų stiprintuvai, perjungikliai, lazeriai ir didžiosios sistemas, į kurias visi šie komponentai įeina.

   Negana to, mažesni už bangos ilgį komponentai gali pagerinti ir pačią tinklų darbo kokybę. "Jie leidžia užlenkti šviesos pluoštelį taip, kaip neįmanoma to padaryti naudojant klasikinius optinius elementus", - sako Chou. NanoOpto, kuri Somerseto mieste Niudžersio valstijoje pastatė savo gamyklą, teikia vartotojams iš telekomunikacijų galinčių poliarizuoti, sudėti ar perskirti šviesos pluoštelius sektoriaus bandomuosius prietaisų pavyzdžius. Dėl unikalių nanodarinių savybių (mažiausios tų prietaisų detalės yra vos 20 nm dydžio), pavyzdžiui, ateinantys labai skirtingais kampais pluošteliai, yra sudedami. Tas laisvumas reiškia tai, kad pluoštelius sudedančio komponento nebereikia kruopščiai derinti rankomis, o galima pasinaudoti automatiniu surinkimo būdu - visa tai atliekant robotams.

   Chou kompanija į vieną komandą subūrė vadybininkus, kurie anksčiau dirbo Lucent Technologies, Sun Microsystems ir Agere Systems. Kompanija taip pat įdarbino nemažo buvusių paties Chou doktorantų. Kol kas NanoOpto dar susiduria su rimta optinių tinklų įrangos rinkos depresija, nors ji ir toliau susilaukia nemažo finansavimo iš rizikos kapitalo pusės. Kita Chou įkurta kompanija Nanonex daugiau dėmesio numato skirti nanospausdinimo technologijos įrenginių gamybai ir jų pardavimui.

   Nanotechnologija - tai labai įvairių miniatiūriškų komponentų gamybos būdas. Svarbu yra laiku teisingai nuspręsti, kokie iš tų gaminių yra patys perspektyviausi, su kokiomis kompanijomis verta bendradarbiauti ir kokiu keliu yra geriausia pasiekti rinką. Žengus vieną neteisingą žingsnį, pasekmės gali būti labai tragiškos.


El. p.: info@elektronika.lt