Создание функциональных наноустройств для электроники является на сегодняшний день одним из основных направлений развития научных исследований. В частности, необходимо разрабатывать технологии получения сложных наноструктур с точно контролируемыми геометрическими размерами. В качестве рабочего инструмента для этой цели удобнее всего использовать сфокусированный пучок электронов. Следует отметить, что идея травления материала данным методом не нова и повсеместно широко применяется (смотри, например).
Американским исследователям пришла идея перейти на атомный уровень, т.е. удалять с помощью электронного пучка отдельные атомы и их группы (рис. 1). Идеальным объектом для такого рода манипуляций американцы считают графен. Электронные свойства данного материала строго зависят от геометрии устройства. Если придать графену нужную форму, из него выйдут неплохие переключатели, диоды, транзисторы и т.д. Умножители сигнала, например, получаются лишь из графеновых лент с ровными краями. Выравнивание края на атомарном уровне, несомненно, является актуальной задачей, решение которой окажется полезным в спинтронике и для обработки квантовой информации.
Однако эти мечты далеки от реальности, а высказанные идеи - от практической реализации. В работе “High-resolution nanofabrication using a highly focused electron beam” ученые оттачивают свое мастерство пока только на нанометровом масштабе. Да к тому же не на графене, а на многостенных углеродных нанотрубках (МУНТ). Тем не менее, авторам удалось сфокусировать пучок электронов на площади порядка нескольких нанометров и получить отверстия с диаметром менее 2,5 нм (рис. 2). Кроме того, в работе продемонстрирована возможность более тонких манипуляций с электронным пучком. Авторам удалось вырезать отверстия диаметром 11 нм в МУНТ с диаметром 26 нм (рис. 3b) и получить перетяжку на УНТ с поперечным сечением порядка 5 нм (рис. 3с). Аналогичные приемы работы годятся не только для углеродных материалов, но и для металлов. Отверстия диаметром менее 2,5 нм были протравлены в ниобиевых нанонитях (рис. 4).
Хочется надеяться, что в ближайшем будущем удастся найти способы управлять структурой устройств на атомарном уровне.
