הדפסת תלת-מימד בעולם הננומטרי

טכנולוגיה של יבמ רשמה שיא גינס בהפקת שער המגזין הקטן בעולם
המגזין National Geographic Kids הציג בשבוע שעבר ביריד המדעים הלאומי של ארה"ב, המתקיים בוושינגטון, שיא גינס לעטיפת המגזין הקטנה ביותר בעולם. השיא הושג באמצעות טכנולוגיה מוגנת פטנט של יבמ להדפסה מיקרוסקופית תלת-מימדית. הטכנולוגיה עשויה להיות מיושמת בעתיד בשורה ארוכה של תחומים, החל מהדפסת טרנזיסטורים יעילים במיוחד בצריכת האנרגיה שלהם, ועד לתגי אבטחה וזיהוי בגדלים ננומטריים, שימנעו זיוף מסמכים או מוצרים.

על מנת להדפיס את התמונה הממוזערת, המציאו המדענים ביבמ "איזמל" זעיר, בעל ראש סיליקון ניתן לחימום, המסתיים בקצה זעיר וחד פי 100,000 בהשוואה לעיפרון רגיל. בעזרת החוד הזה, היוצר קווים ומטביע צורות בקנה מידה מיקרוסקופי, נדרשו רק עשר דקות וארבעים שניות על מנת לצרוב את תמונת השער הממוזערת של המגזין אל תוך פולימר פלסטי. התמונה כולה נדחסה לגודל של 11x14 מיקרונים: היא כה זעירה, עד כי ניתן להדפיס כ- 2,000 עותקים שלה על גבי גרגר מלח בודד.

בחירת עמוד השער, שיזכה להיות ממוזער לצורך רישום השיא, נמסרה להכרעת קוראי המגזין ואלה בחרו בגיליון מארס השנה.

תהליך הייצור של התמונה, מחייב לחמם את חוד האיזמל הננומטרי של יבמ עד לטמפרטורה של 1,000 מעלות צלזיוס. האיזמל מותקן בקצה זרוע הסורקת את פני המשטח המיועד לעיצוב, במקרה שלנו פולימר, שפותח במיוחד על ידי הכימאים של יבמ – ברמת דיוק של ננומטר בודד, שהוא אחד חלקי מיליון של מילימטר. שילוב של חום וכוח, מאפשר לחוד להסיר שכבה דקה של חומר במתכונת מוגדרת מראש, ולפעול כ"כרסומת ננומטרית", או כמכונת הדפסה תלת-מימדית ברמת דיוק גבוהה במיוחד. כמו במכונות הדפסה תלת-מימדית רגילות, גם כאן ניתן לבנות מבנים תלת-מימדיים, באמצעות שליטה ברמת הלחץ או מעבר חוזר על נקודות מסוימות.

הטכנולוגיה החדשה עשויה לשמש לבניית אבות טיפוס של טרנזיסטורים עתידיים, ובכלל זה טרנזיסטורים העושים שימוש באפקט שדה המנהרה (tunneling field), כדי לבנות מערכות אלקטרוניות מהירות יותר וחסכוניות יותר באנרגיה, לכל צורך החל ממרכזי מחשוב ענן ועד לטלפונים חכמים. עד סוף השנה, מקווה יבמ להתחיל לחקור את השימוש בטכנולוגיה חדשה זו לבניית אבות טיפוס ראשונים של טרנזיסטורים הבנויים מחומרים דמויי גרפן (Graphene, תצורה של פחמן בשכבה בת מולקולה בודדת).

יבמ מכרה זכויות שימוש בטכנולוגיה שלה לחברת SwissLitho, אשר סיפקה בחודש שעבר מערכת ראשונה למעבדה באוניברסיטת מק גיל, קנדה, שם ישתמשו בטכנולוגיה למשימות מחקר במכשירים ננומטריים.