Koristeći proces koji je istovremeno precizan i ekonomičan za proizvodnju, tim znanstvenika otkrio je kako stvoriti sklopove koji su toliko mali da su nevidljivi golim okom.

Napredni laseri potrebni za otiskivanje na minijaturnim formatima već postoje, ali istraživačima su potrebni novi materijali i novi procesi kako bi se prilagodili sve manjim mikročipovima“, rekao je  profesor kemijskog i biomolekularnog inženjerstva na Sveučilištu Johns Hopkins Michael Tsapatsis.

Mikročipovi su ravni komadi silicija s utisnutim sklopovima koji izvršavaju osnovne funkcije. Tijekom proizvodnje, proizvođači premazuju silicijske pločice materijalom osjetljivim na zračenje kako bi stvorili vrlo fini premaz koji se naziva "rezist". Kada se snop zračenja usmjeri na rezist, on izaziva kemijsku reakciju koja utiskuje detalje u pločicu, crtajući uzorke i sklopove.

Međutim, snažnije zračenje koje je potrebno za rezbarenje sve manjih detalja na čipovima ne interagira dovoljno snažno s tradicionalnim otpornicima.

Prethodno su istraživači iz Tsapatsisovog laboratorija i Fairbrother Research Group na Sveučilištu Johns Hopkins otkrili da se otpornici izrađeni od nove klase metal-organskih spojeva mogu prilagoditi tom procesu zračenja veće snage, nazvanom "izvan ekstremnog ultraljubičastog zračenja" (B-EUV), koji ima potencijal učiniti detalje manjim od aktualne standardne veličine od 10 nanometara. Metali poput cinka apsorbiraju B-EUV svjetlost i generiraju elektrone koji uzrokuju kemijske transformacije potrebne za utiskivanje uzoraka krugova na organski materijal zvan imidazol.

Istraživanje na Sveučilištu Johns Hopkins označava jedan od prvih puta da su znanstvenici uspjeli nanijeti metalno-organske otporne materijale na bazi imidazola iz otopine na razini silicijeve pločice, kontrolirajući njihovu debljinu s nanometarskom preciznošću.

Kako bi razvili kemiju potrebnu za premazivanje silicijske pločice metal-organskim materijalima, tim je kombinirao eksperimente i modele sa Sveučilišta Johns Hopkins, Istočnokineskog sveučilišta za znanost i tehnologiju, Federalne politehničke škole École Polytechnique de Lausanne, Sveučilišta Soochow, Nacionalnog laboratorija Brookhaven i Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley. Nova metodologija, koju nazivaju kemijsko taloženje tekućine (CLD), može se precizno konstruirati i omogućuje istraživačima brzo istraživanje različitih kombinacija metala i imidazola.

„Igrom s dvije komponente (metalnim i imidazolnim), možete promijeniti učinkovitost apsorpcije svjetlosti i kemiju sljedećih reakcija. A to nam otvara vrata za stvaranje novih metalno-organskih parova. Uzbudljivo je da postoji najmanje 10 različitih metala koji se mogu koristiti za ovu kemiju i stotine organskih spojeva“, objasnio je Tsapatsis.

Istraživači su započeli eksperimentirati s različitim kombinacijama kako bi stvorili parove posebno za B-EUV zračenje, za koje kažu da će se vjerojatno koristiti u proizvodnji u sljedećih 10 godina.

„Budući da različite valne duljine imaju različite interakcije s različitim elementima, metal koji gubi na jednoj valnoj duljini može biti pobjednik na drugoj. Cink nije baš dobar za ekstremno ultraljubičasto zračenje, ali je jedan od najboljih za B-EUV“, rekao je rekao je Tsapatsis.