Лекция: Julien Bachmann (Friedrich-Alexander University of Erlangen-Nürnberg; СПбГУ) «Atomic processing: Molecules as tools for atomic-scale manufacturing»

В научно-популярной литературе термин «нанороботы» долгое время использовался для обозначения перспектив нанотехнологий. Однако, единственными объектами, подходящими для конструирования материалов с атомарной точностью, являются молекулы. Методы, в основе которых лежит возможность формирования плёнок из газовой фазы на твердотельной поверхности, известны как «молекулярное наслоение» и «атомно-слойная эпитаксия», но в настоящее время наиболее употребим термин «атомно-слоевое осаждение».

Этот метод универсален с точки зрения возможности получения соединений, экспериментально надёжен и позволяет наносить покрытия не только на плоские поверхности, но и на подложки сложной геометрической формы, включая пористые. Таким образом, методы атомно-слоевого осаждения находят приложение в микроэлектронике, оптике, а также в создании устройств для преобразования и хранения энергии.

Профессор Жюльен Бахманн рассказал о некоторых современных разработках, которые открывают новые возможности применения методов атомно-слоевого осаждения. Например, в случае атомно-слоевого осаждения в локализованных областях, осаждение происходит исключительно на участках поверхности, имеющих определённые функциональные группы. За счёт этого процедура травления может быть заменена химически контролируемым добавлением и удалением отдельных атомных слоёв на основе принципов химического контроля. Кроме того, помимо осаждения из газовой фазы, также возможно атомно-слоевое осаждение из растворов.

Распространение этих методов на осаждение из растворов позволяет экспериментатору проводить исследования со многими классами объектов, ранее не доступными для подобных работ. Наконец, проведение атомно-слоевого осаждения локально под узконаправленным потоком реагентов равносильно реализации 3D-печати в атомном масштабе — метод позволяет достичь максимального разрешения в производстве и демонстрирует возможность атомарной обработки. Таким образом, химия предоставляет возможности для наноразмерного производства!

Лекция прошла в рамках международной научной конференции Science and Progress–2020.