НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Корпорация нанофазных технологий: нанотехнология и малый бизнес

Р. У. Сигел[79]

Корпорация нанофазных технологий (КНТ) была основана в конце ноября 1989 г. Р. У. Сигелом из Аргоннской национальной лаборатории (AHJI), отде­лением AHJI по внедрению технологий и Чикагским университетом, являю­щимся подрядчиком Министерства энергетики для AHJI. Корпорация была образована из исследовательской группы по нанофазным материалам в соста­ве Отделения материаловедения AHJI, финансируемого через исследователь­скую программу Министерства энергетики.

Первоначально финансирование КНТ осуществлялось отделением по внедрению технологий AHJI из фонда основного капитала для рискованных вложений, а также из бюджета шт. Иллинойс (через субсидии на создание новых производств и рабочих мест). В дальнейшем финансирование осуще­ствлялось консорциумом фондов основного капитала, а также частными ли­цами и группами. В конце ноября 1997 г. было впервые официально объяв­лено о существовании корпорации. Очень важным дополнительным источ­ником финансирования КНТ стала субсидия по Программе перспективных технологий Министерства торговли США, которая позволила корпорации внедрить в коммерческое производство патентованный метод физического газофазного синтеза нанокристаллических материалов. Этот процесс в лабо­раторных масштабах использовался в AHJI еще с 1985 г. КНТ разработала также технологии нанесения комплементарного покрытия и диспергирова­ния наночастиц (включая процесс дискретного капсулирования частиц), а также технологию сверхпластического формования керамических деталей. Все эти технологии позволили корпорации за последние десять лет выйти на много важных коммерческих рынков.

В настоящее время корпорация имеет в пригороде Чикаго производст­венное отделение, в котором работают около 40 человек (из них 15 имеют ученые степени). Она производит электронику (включая изделия нового ти­па), устройства защиты от электромагнитного излучения, новые абразивы для химической механической полировки, керамические изделия, специ­альные покрытия, катализаторы и т. д. Во всех коммерческих производствах корпорация сотрудничает с крупными фирмами-заказчиками, продолжая развивать и модифицировать используемые нанотехнологические методы в соответствии с требованиями заказчиков. Во многих случаях конкретные продукты, выпущенные в соответствии с потребностями так называемого «вертикального» рынка, находят также сбыт на обычном, «горизонтальном» рынке. Например, материалы для нанесения токопроводящих покрытий позднее нашли применение в качестве антистатических покрытий и прово­дящих носителей в тонерах (органических красителях без неорганических наполнителей).

Выпускаемые по технологиям корпорации материалы имеют весьма широ­кий спектр применений — от прозрачных защитных экранов для электрон­нолучевых трубок до высокотехнологичных материалов, используемых в химическом катализе. Постоянно пополняемый список изделий на интернет - сайте корпорации (Www. nanophase. com) демонстрирует возрастающие воз­можности нанотехнологий для создания новых производств. Корпорация продолжает разработку новых наноматериалов для различных коммерческих производств (от электроники до химической технологии).

11.7.11. Нанотехнологии для электронной промышленности

Р. К. Кевин[80]

Электронная промышленность и стоящие перед ней задачи играют особую роль в развитии нанотехнологий (достаточно вспомнить проблемы микроэлек­троники). В настоящее время разрабатываются металлические проводники толщиной 10 нм и слоистые диэлектрики толщиной 1 нм. Измерительные ме­тодики на атомном уровне используют электронные пучки и атомно-силовую микроскопию.

Применение нанотехнологий в микроэлектронике имеет целью разработку и производство материалов, обладающих требуемыми свойствами (например, по­вышенной диэлектрической проницаемостью, высокочастотной проницаемо­стью, высокой теплопроводностью, высоким электрическим сопротивлением и т. д.), для использования в обычных кремниевых чипах. Новые возможности со­здает также использование методов самосборки новых материалов при печата­нии наноразмерных схем. Кроме того, нанотехнология позволяет преодолеть размерные ограничения для существующих логических элементов с комплемен­тарной МОП-структурой, благодаря открытию и развитию принципиально но­вых методов обработки информации (например, замена полевых транзисторов, использование запоминающих устройств со сверхплотной памятью или уст­ройств на миллиметровых волнах). Другие приложения нанотехнологии позво­ляют улучшить характеристики электронных устройств. В частности, возможна интеграция новых многофункциональных детекторов, сенсоров, оптических и механических переключателей, а также гибридная интеграция разнородных уст­ройств (включая цифровые и аналоговые устройства).

Электронная промышленность оснащена разнообразным оборудованием для проведения работ, связанных с нанотехнологиями, в том числе для изготовления

JWMlk

ШИИИШИшмЯИИИи ЯШавт

ВаИ^и^гмДМі^И ЯИИМь ^^Ь^ІИШ JИииинииик

'■ЧІІіМ ШШШт.

■ш

ЩШЖЯ'

ІШШШШШШШШШШШшрШ ШздШИКЯямп™шГ0Ч,;'

ШШШВЯЯл

ЯШШЯЯШят'Ш МиИИИІ •

■М

IBS*»»

Рис. 11.11. Схема действия флэш-памяти на квантовых точках при комнатной темпе­ратуре [18] (© 1996 IEEE).

И определения характеристик сложных наноструктур в электронных материалах. Процессы изготовления наноструктурных материалов основаны на различных методах эпитаксиального выращивания материалов (например, молекулярно-лу - чевой эпитаксии, органометаллической молекулярно-лучевой эпитаксии, орга - нометаллической парофазной эпитаксии, атомно-слоевой эпитаксии и т. д.), ме­тодах литографической обработки (например, электронно-лучевой литографии, ультрафиолетовой литографии, рентгеновской литографии) и методах определе­ния характеристик (СЭМ, ПЭМ, просвечивающей электронной микроскопии со сканированием, АСМ, РФЭС, ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроско­пии, оже-электронной спектроскопии, СПЭЭ и т. д.). В электронной промыш­ленности разрабатываются новые методы, позволяющие исследовать и использо­вать квантовые явления в нанотехнологиях (например, на рис. 11.11 показана схе­ма действия флэш-памяти на квантовых точках).