ساخت ابزاری استاندارد برای اندازه‌گیری نانوذرات

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) روش جدیدی برای الگودهی نانومقیاس سطح با باریکه‌ یون ارائه کردند و سپس با این روش، ابزاری ساختند که قادر به اندازه‌گیری ابعاد ذرات معلق در یک سیال است. این ابزار را می‌توان برای مشخصه‌یابی دقیق ذرات به‌کار گرفت.

با استفاده از باریکه‌ متمرکز شده یون‌ها می‌توان سطوح مواد را بمباران کرد و روی سطح الگوهای نانومقیاس سه بعدی ایجاد کرد. این باریکه قادر است ساختارهای متعددی روی سطح ایجاد کند، اما برای تولید نسل جدید نانوادوات باید یون‌های پرانرژی با دقت بالایی روی سطح وارد شوند.

اخیراً محققان مؤسسه ملی استاندارد و فناوری نشان دادند که با استفاده از روش باریکه یون استاندارد می‌توان ساختارهای کنترل شده‌ای با عمق از پیش تعیین شده به قطر یک اتم سیلیکون را روی سطح ایجاد کرد.

محققان این مرکز با بهره‌گیری از مزایای این روش و دقت آن، برای ساخت ابزاری استفاده کردند که قادر به اندازه‌گیری نانوذرات معلق در فاز سیال است. این ابزار نانوسیالی که پتانسیل تولید انبوه را دارد، می‌تواند به یکی از استانداردهای تعیین ابعاد نانوذرات تبدیل شود. چنین ابزارهایی برای استفاده در بخش کنترل کیفیت صنایع مناسب هستند.

ساموئل استیویس از محققان این پروژه که نتایج یافته‌های خود را در نشریه Lab on a Chip به چاپ رسانده است، می‌گوید: ما ابزاری ساختیم که می‌تواند ابعاد ذرات کمتر از یک نانومتر را نیز اندازه‌گیری کند.

هر چند محققان سال‌هاست که از باریکه‌ی یونی برای ترمیم نقص‌ها در مدارها استفاده می‌کنند و ماشین‌آلات مجهز به این باریکه ساخته شده‌است، اما هیچ کدام از آن‌ها نیازمند کنترل عمق نبودند که در این پروژه این کار انجام شده‌است.

برای بهره‌برداری از پتانسیل‌های این فرآیند، محققان از روش‌های مختلف برای دستکاری سطح با یون‌های گالیم استفاده کردند و در نهایت سطوح سیلیکون، اکسید سیلیکون و نیترید سیلیکون را دستکاری کردند.برای بررسی عمق نیز از میکروسکوپ نیروی اتمی استفاده کردند تا روش ساخت دقیق خود را با اندازه‌گیری دقیق تکمیل کنند.

با این ابزار محققان سطح دی‌اکسیدسیلیکون را الگودهی نانومقیاس کردند. سیال از شیارهای نانومقیاس این سطح عبور کرده و نانوذرات موجود در آن براساس ابعاد خود در کانال متناسب با قطر خود وارد می‌شوند. با استفاده از رنگ‌های فلورسانس می‌توان محل دقیق این نانوذرات را مشخص کرد.