一直以來(lái),電腦CPU的生產(chǎn)都是運(yùn)用影印技術(shù)來(lái)處理硅基片,而如今,來(lái)自澳大利亞的悉尼科技大學(xué)利用金剛石替代硅基片,不僅將CPU的制材提升了一個(gè)質(zhì)的飛躍,更是將傳統(tǒng)的影印技術(shù)提高到了一個(gè)新的水平。
首席研究員Aiden Martin教授說:影印技術(shù)是一種使能技術(shù),就是在硅、二氧化硅等材料和其他微電子器件的零部件表面蝕刻上圖案的一種工藝。在納米金剛石上蝕刻電路圖同時(shí)還不損壞金剛石本身的性質(zhì),這一發(fā)明為下一代新型光子器件開辟了全新的道路。
僅僅用納米金剛石替換掉硅基片,傳統(tǒng)的影印技術(shù)在進(jìn)行電路圖蝕刻時(shí)對(duì)金剛石就束手無(wú)策;因?yàn)榻饎偸瘜W(xué)穩(wěn)定性非常好,對(duì)于影印蝕刻毫無(wú)反應(yīng)。科學(xué)家們便嘗試?yán)酶吣芰考す鉄g技術(shù)和粒子轟擊技術(shù)在金剛石表面進(jìn)行電路圖蝕刻,但適得其反,金剛石的表面結(jié)構(gòu)又被破壞了。
經(jīng)過一番探索,研究團(tuán)隊(duì)研制出了一種低能蝕刻技術(shù),既能完成對(duì)金剛石表面的電路圖蝕刻,又不損壞其表面結(jié)構(gòu)。這種新型技術(shù)相對(duì)比較簡(jiǎn)單,它利用了水分子容易依附物質(zhì)表面的特性,采用一種低能電子將水分子分解成氫自由基和氧自由基,然后利用氧自由基的活性對(duì)金剛石表面的碳分子進(jìn)行分解,產(chǎn)物則是一氧化碳,這樣就達(dá)到了金剛石表面蝕刻的目的。
同時(shí),實(shí)驗(yàn)還要解決水滴不能直接附著在金剛石表面的問題,以及以預(yù)設(shè)的形狀來(lái)約束這些低能電子的自由行動(dòng)。
Aiden Martin首先在金剛石表面放置上一層二氧化硅掩模以此來(lái)阻擋低能電子跟金剛石的接觸,接著將金剛石放入充滿水蒸汽的環(huán)境下,然后開啟低能電子束掃描,通過二氧化硅掩模的鏤空電路圖,完成電子束對(duì)金剛石表面的影印。

Aiden Martin自豪地評(píng)價(jià)他們的研究,稱這種電子誘導(dǎo)化學(xué)蝕刻技術(shù)是金剛石納米制造的一次技術(shù)變革,將來(lái)首先獲益的或?qū)⑹橇孔佑?jì)算機(jī)領(lǐng)域,CPU的制造工藝和制材的變革會(huì)使未來(lái)計(jì)算機(jī)性能大大提高。(編譯自‘Diamond Patterning Technique Could Transform Photonics’)