ツールと技法とは? わかりやすく解説

ツールと技法

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/08/07 03:57 UTC 版)

ナノテクノロジー」の記事における「ツールと技法」の解説

原子間力顕微鏡 (AFM) と走査型トンネル顕微鏡 (STM) はナノテクノロジー初期2つ走査型プローブである。他の走査型プローブ顕微鏡として、マービン・ミンスキー1961年考案した走査型共焦点顕微鏡から発展したものやカルヴィン・クェートらが1970年代開発した走査型超音波顕微鏡 (SAM) があり、ナノスケール構造観察できるようになっている走査探針プローブ)の先端はまた原子分子を人の意図するように動かしナノ構造操作することもでき、これを "positional assembly" と呼ぶ。しかし、それらは非常に手間技量要する技法である。現時点において、最も確立されナノメートル規模での加工技術ナノリソグラフィであり、フォトリソグラフィX線リソグラフィディップペン・ナノリソグラフィ電子線リソグラフィナノインプリント・リソグラフィなどの技法がある。リソグラフィトップダウン加工技術であり、大きな素材ナノスケールパターンを描く。 ナノテクノロジー別の技法グループとしてナノワイヤ製造など半導体製造使われている、遠紫外線リソグラフィ電子線リソグラフィ集束イオンビーム加工ナノインプリント・リソグラフィ原子層堆積法分子気相成長法、ジブロック共重合体使った分子セルフアセンブリ法などがある。しかし、これらはナノテクノロジー研究成果としてナノテクノロジーから生み出されたものではなくそれ以前からの科学技術発展の中で自然に生まれたものがほとんどである。 トップダウン方式研究では、目的が明確である場合多く研究対象シリコンなど半導体が多い。トップダウン方式期待され通り徐々に小さデバイス生み出してきた。走査型プローブ顕微鏡ナノ素材評価合成の両方重要なツールとなっている。原子間力顕微鏡走査型トンネル顕微鏡素材表面観察し、そこで原子移動させるのに使うことができる。それらの顕微鏡プローブ先端特別なものに設計変更すると、試料表面に対して構造彫り付けたり、セルフアセンブリの補助とすることができる。走査型プローブ顕微鏡使って原子試料表面上で移動させるともできる今のところこういった技法時間コストもかかるため大量生産には向いていないが、実験室レベル試作には適している。 対照的にボトムアップ方式原子分子組み合わせて徐々に大きな構造組み上げようとするものである技法としては、化学合成自己組織化、"positional assembly" などがある。自己組織化単分子膜評価適したツールとして二重偏光干渉測定法がある。ボトムアップ方式のもう1つ技法として分子線エピタキシー法 (MBE) がある。ベル研究所研究者 John R. ArthurAlfred Y. ChoArt C. Gossard が1960年代末から1970年代にかけて研究用ツールとしてMBE装置開発実装した。MBE1998年ノーベル物理学賞対象となった分数量子ホール効果発見役立ったMBE使えば原子サイズ精度原子の層を形成でき、複雑な構造組み立てることができる。MBE半導体研究もちろんのこと新たな分野であるスピントロニクスにおいても広く使われている。また物理吸着現象は、ナノメートルサイズの物質可逆制御する方法として再び注目されている

※この「ツールと技法」の解説は、「ナノテクノロジー」の解説の一部です。
「ツールと技法」を含む「ナノテクノロジー」の記事については、「ナノテクノロジー」の概要を参照ください。

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