在一纳米尺度上对硅进行图案化

研究人员开发了一种用于制造纳米材料的创新技术。这些是只有原子宽的材料。他们利用纳米科学让科学家能够控制它们的结构和行为。新的电子束纳米制造技术，等离子体工程，实现了前所未有的近原子尺度的硅图案控制。使用这种方法构建的结构产生了创纪录的电光特性调谐。

在这项研究中，科学家们使用等离子体工程来控制硅的光学和电子特性。该技术使用像差校正电子束光刻。这个过程涉及使用一束电子来修改材料的表面。等离子体工程使研究人员能够在近原子尺度上修改材料。“传统”光刻的使用意味着这种方法有朝一日可以应用于工业应用。它将使从事光通信、传感和量子计算的研究人员受益。

以单纳米分辨率图案化材料使科学家能够精确地设计量子限制效应。量子效应在这些长度尺度上很重要，控制纳米结构尺寸可以直接控制电学和光学特性。硅是迄今为止电子产品中使用最广泛的半导体材料，并且非常需要能够制造用于新型器件工程的最小尺寸的硅基器件。

布鲁克海文功能纳米材料中心(能源部用户设施)的研究人员使用像差校正电子束光刻与干反应离子蚀刻相结合，实现了 1 纳米特征的图案化以及硅表面和体积等离子体工程。此处采用的纳米制造技术生产线边缘粗糙度为 1 纳米的纳米线。此外，这项工作证明了硅体积等离子体能量从体值调整 1.2 电子伏特，这比以前使用光刻方法进行体积等离子体工程的尝试高 10 倍。

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