Thermochemical nanolithography
ಥರ್ಮೋಕೆಮಿಕಲ್ ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ (ಟಿ. ಸಿ. ಎನ್. ಎಲ್.) ಅಥವಾ ಥರ್ಮೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ (ಟಿ. ಸಿ.-ಎಸ್. ಪಿ. ಎಲ್.) ಎಂಬುದು ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ-ಆಧಾರಿತ ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ತಂತ್ರವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅಥವಾ ಮೇಲ್ಮೈಗಳ ಹಂತವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಉಷ್ಣ ಸಕ್ರಿಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸುತ್ತದೆ. ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಕ್ಷಿಪ್ರ ಪ್ರೋಬ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಮೂಲಕ ಬಹಳ ಬೇಗ ಬರೆಯಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ಯಾವುದೇ ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯನ್ನು ತುದಿಯಿಂದ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ವರ್ಗಾಯಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಮತ್ತು ಬರೆಯುವ ವೇಗವು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದರದಿಂದ ಮಾತ್ರ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಟಿ. ಸಿ. ಎನ್. ಎಲ್. ಅನ್ನು 2007ರಲ್ಲಿ ಜಾರ್ಜಿಯಾ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯ ಒಂದು ಗುಂಪು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ. ಟಿಸಿಎನ್ಎಲ್ 1 ಎಂಎಂ/ಸೆ ವರೆಗಿನ ಸ್ಕ್ಯಾನ್ ವೇಗದಲ್ಲಿ 12 ಎನ್ಎಂ ವರೆಗಿನ ವೈಶಿಷ್ಟ್ಯದ ಗಾತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸ್ಥಳೀಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು ಎಂದು ರೀಡೋ ಮತ್ತು ಸಹಯೋಗಿಗಳು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು. 2013ರಲ್ಲಿ ಟಿ. ಸಿ. ಎನ್. ಎಲ್. ಅನ್ನು ವಿವಿಧ ಶೋಧನಾ ತುದಿಯ ಉಷ್ಣಾಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಮೋನಾ ಲಿಸಾದ ನ್ಯಾನೊ-ಸ್ಕೇಲ್ ಪ್ರತಿಕೃತಿಯನ್ನು ರಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಮಿನಿ ಲಿಸಾ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಈ ಭಾವಚಿತ್ರವು ಮೂಲ ಭಾವಚಿತ್ರದ ಗಾತ್ರಕ್ಕಿಂತ ಸುಮಾರು 1/25,000 ರಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದೆ. ತಂತ್ರ ಎಎಫ್ಎಂ ಉಷ್ಣ ಕ್ಯಾಂಟಿಲಿವರ್ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬೃಹತ್ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಯಂತ್ರ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ಹೆಚ್ಚು ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಸಿಲಿಕಾನ್ ರೆಕ್ಕೆಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಸುತ್ತಲಿನ ಬೆಳಕಿನ ಡೋಪಿಂಗ್ ವಲಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿರೋಧಕ ತಾಪನವು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಶಾಖದ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಭಾಗವು ಕಣ್ಮರೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಅದರ ತುದಿಯು ಅದರ ಸಣ್ಣ ಗಾತ್ರದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಅದರ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬಹಳ ಬೇಗ ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ; ಪಾಲಿಕಾರ್ಬೊನೇಟ್ನ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿರುವ ಸರಾಸರಿ ತುದಿಯು 0.35 ಎಮ್ಎಸ್ನ ಸಮಯ ಸ್ಥಿರಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ತುದಿಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು 1100 °C ನಡುವೆ 10 MHz ವರೆಗೆ ಸೈಕಲ್ ಮಾಡಬಹುದು, ಆದರೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಮತ್ತು ತುದಿಯ ತಾಪಮಾನದಿಂದ ತುದಿಯ ಅಂತರವನ್ನು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದು. ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು, ಸಾವಯವ ಅರೆವಾಹಕಗಳು, ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲುಮಿನಿಸೆಂಟ್ ಕಾಂಜುಗೇಟೆಡ್ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳು ಮತ್ತು ನ್ಯಾನೋರಿಬನ್ ಪ್ರತಿರೋಧಕಗಳಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣ ಸಕ್ರಿಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಪ್ರಚೋದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಗುಂಪುಗಳ ಸಂರಕ್ಷಣೆ (ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಇಳಿಜಾರುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ನ ಕಡಿತವನ್ನು ಪ್ರದರ್ಶಿಸಲಾಗಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ನಲ್ಲಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯ ತೇವಾಂಶವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪಾಲಿ (ಪಿ-ಫಿನಿಲೀನ್ ವಿನೈಲೀನ್) ನ ನ್ಯಾನೊಸ್ಟ್ರಕ್ಚರ್ಗಳನ್ನು (ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲುಮಿನಿಸೆನ್ಸ್ ಕಾಂಜುಗೇಟೆಡ್ ಪಾಲಿಮರ್) ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಪ್ರೋಟೀನ್ಗಳು ಮತ್ತು ಡಿಎನ್ಎಗಳಂತಹ ನ್ಯಾನೊ-ವಸ್ತುಗಳ ಜೋಡಣೆಗಾಗಿ ಪಾಲಿಮರ್ ಫಿಲ್ಮ್ಗಳ ಮೇಲೆ ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಟೆಂಪ್ಲೆಟ್ಗಳನ್ನು ಸಹ ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು 213 ಜಿಬಿ/ಇನ್ 2 ಶೇಖರಣಾ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಫೆರೋಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಸೆರಾಮಿಕ್ಸ್ನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗಿದೆ. ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಅನೇಕ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗಬಹುದಾದ ವಸ್ತುವಿನ ಬಳಕೆಯು ಬಹು-ಸ್ಥಿತಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಇದರಲ್ಲಿ ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ವಿಭಿನ್ನ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಹರಿಸಬಹುದು. ಇತರ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣ ತಂತ್ರಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆ ಥರ್ಮೋ-ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣವು ಮಾದರಿಯ ಉದ್ದೇಶಗಳಿಗಾಗಿ ಇಂಡೆಂಟೇಶನ್ಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಶಾಖ ಮತ್ತು ಬಲದ ಕ್ರಮದ ಅನ್ವಯವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ (ಸಹ ನೋಡಿಃ ಮಿಲಿಪೀಡ್ ಮೆಮೊರಿ). ಥರ್ಮಲ್ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ (ಟಿ-ಎಸ್. ಪಿ. ಎಲ್) ರಚಿಸಿದ ಸ್ಥಳಾಕೃತಿಯನ್ನು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಬದಲಾಯಿಸುವ ಉದ್ದೇಶವಿಲ್ಲದೆ ತಲಾಧಾರದಿಂದ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವಲ್ಲಿ ಪರಿಣತಿ ಹೊಂದಿದೆ. ಸ್ಥಳೀಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಪ್ರೋಬ್ ತುದಿಯ ಸುತ್ತಲೂ ನೀರಿನ ಚಂದ್ರಾಕೃತಿಗಳಲ್ಲಿನ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿದೆ. ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ನ್ಯಾನೊಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಸ್ಥಳೀಯ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಡಿಪ್-ಪೆನ್ ನ್ಯಾನೊಲಿಥೊಗ್ರಫಿ ಅಟಾಮಿಕ್ ಫೋರ್ಸ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಸ್ಕ್ಯಾನಿಂಗ್ ಪ್ರೋಬ್ ಮೈಕ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಜಾರ್ಜಿಯಾ ಇನ್ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯಲ್ಲಿ ಪಿಕೋಫೋರ್ಸ್ ಲ್ಯಾಬೊರೇಟರಿ ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು