La nanotecnología ha dado lugar a muchas sub-tecnologías útiles, y una de ellas es la nanolitografía .
¿Qué es la nanolitografía?
- La nanolitografía es la rama de la nanotecnología que se ocupa del estudio y la aplicación de la fabricación de estructuras a escala nanométrica, es decir, patrones con al menos una dimensión lateral entre el tamaño de un átomo individual y aproximadamente 100 nm. La nanolitografía es un término utilizado para describir una serie de técnicas para crear estructuras increíblemente pequeñas.
- Es una ciencia que se ocupa de la estructura a nivel microscópico para detectar, escribir, imprimir y comunicar sus características a las partes interesadas. Se refiere a la fabricación de estructuras y patrones nanométricos en diversas dimensiones. Incluye diferentes técnicas para modificar chips semiconductores a nivel atómico para Fabricaciones Integradas (Fabricaciones de CI).
- A partir de 2007, la nanolitografía es un área de investigación muy activa en la academia y en la industria.
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Aplicaciones emergentes de la nanolitografía
- Electrónica y microsistemas
1. Sistemas microelectromecánicos
Los sistemas microelectromecánicos (MEMS) son la tecnología de dispositivos muy pequeños; se fusiona a nanoescala en sistemas nanoelectromecánicos (NEMS) y nanotecnología. Los MEMS también se conocen como micromáquinas.
Los MEMS están formados por componentes de 1 a 100 micrómetros de tamaño (es decir, 0,001 a 0,1 mm), y los dispositivos MEMS generalmente varían en tamaño desde 20 micrómetros (20 millonésimas de metro) a un milímetro (es decir, de 0,02 a 1,0 mm).
Aplicaciones:
- Impresoras de inyección de tinta, que utilizan piezoeléctricos o eyección de burbujas térmicas para depositar tinta en papel.
- Acelerómetros en automóviles modernos para una gran cantidad de propósitos, incluido el despliegue de bolsas de aire en colisiones.
- Acelerómetros y giroscopios MEMS en helicópteros, aviones y multirrotores controlados por radio o autónomos (también conocidos como drones), utilizados para detectar y equilibrar automáticamente las características de vuelo de balanceo, cabeceo y guiñada.
- Acelerómetros en dispositivos electrónicos de consumo, como controladores de juegos (Nintendo Wii), reproductores multimedia personales / teléfonos celulares (iPhone de Apple, varios modelos de teléfonos móviles Nokia, varios modelos de PDA de HTC) y varias cámaras digitales (varios modelos Canon Digital IXUS). También se usa en PC para estacionar el cabezal del disco duro cuando se detecta caída libre, para evitar daños y pérdida de datos.
- Micrófonos MEMS en dispositivos portátiles, por ejemplo, teléfonos móviles, auriculares y computadoras portátiles.
- Sensores de presión de silicio, por ejemplo, sensores de presión de neumáticos de automóviles y sensores de presión arterial desechables.
- Tecnología de conmutación óptica, que se utiliza para conmutar tecnología y alineación para comunicaciones de datos.
- Aplicaciones Bio-MEMS en tecnologías médicas y relacionadas con la salud, desde Lab-On-Chip hasta MicroTotalAnalysis (biosensor, quimiosensor) o incrustadas en dispositivos médicos, por ejemplo, stents.
- Aceleración de fluidos como para microenfriamiento.
- Recolección de energía a microescala que incluye micro cosechadoras piezoeléctricas, electrostáticas y electromagnéticas.
2. Sistemas nanoelectromecánicos
Los sistemas nanoelectromecánicos (NEMS) son una clase de dispositivos que integran la funcionalidad eléctrica y mecánica en la nanoescala.
Los NEMS forman el siguiente paso lógico de miniaturización a partir de sistemas microelectromecánicos o dispositivos MEMS.
Los NEMS generalmente integran la nanoelectrónica similar a un transistor con actuadores mecánicos, bombas o motores y, por lo tanto, pueden formar sensores físicos, biológicos y químicos.
Los dispositivos NEMS, si se implementan en tecnologías cotidianas, podrían reducir aún más el tamaño de los dispositivos modernos y permitir un mejor rendimiento de los sensores.
3. Sistemas micro-opto-electromecánicos
Los Sistemas Micro-Opto-Electro-Mecánicos (MOEMS) se fusionan con MEMS Micro-ópticos que implica detectar o manipular señales ópticas en una escala de tamaño muy pequeño usando sistemas mecánicos, ópticos y eléctricos integrados.
Estos dispositivos generalmente se fabrican mediante microóptica y tecnologías de micromaquinado estándar que utilizan materiales como silicio, dióxido de silicio, nitruro de silicio y arseniuro de galio.
MOEMS es una prometedora tecnología múltiple para la miniaturización de sistemas ópticos críticos.
Al fusionar todas estas tecnologías múltiples, MOEMS se convirtió en un conocimiento ideal para muchas demostraciones industriales de dispositivos comerciales, como interruptores ópticos, dispositivos digitales de microespejos (DMD), espejos biestables, escáneres láser, obturadores ópticos y pantallas dinámicas de microespejos.
- Medicina y biotecnología
Las tecnologías de nano y micro fabricación han contribuido significativamente al progreso tanto en diagnósticos médicos como en biotecnologías en los últimos años.
Aplicaciones:
- Detección de alérgenos; detección de tumores circulantes para cáncer de mama y próstata; detección de toxinas; la leucemia, la hepatitis B / cáncer de hígado y la detección de enfermedades cardiovasculares son algunos ejemplos.
- El sistema Lab-on-a-chip (LOC) , como su nombre lo indica, es una tecnología cuyo objetivo final es fabricar flujos de trabajo de análisis a escala de laboratorio en un solo chip compacto.
- Óptica y fotónica
Durante más de tres décadas, los dispositivos MEMS ópticos como DMD, interruptores ópticos y moduladores se han desarrollado y empleado en una amplia gama de aplicaciones.
Los interruptores ópticos, atenuadores ópticos, moduladores de datos ópticos, filtros, espectrómetros y láseres sintonizables son algunos ejemplos de dispositivos MEMS ópticos. Estos dispositivos han facilitado el rápido progreso de la industria de las telecomunicaciones.
- Monitoreo ambiental
Los micro y nano dispositivos también juegan un papel vital en el monitoreo ambiental. Uno de los principales dispositivos en esta área es el micro analizador de gases que se usa para medir especies gaseosas en análisis ambientales / atmosféricos y diagnósticos médicos. Hoy en día, dichos dispositivos deben realizarse en el sitio para lograr el análisis de datos en tiempo real.
Dichos dispositivos ya se han aplicado con éxito a aplicaciones reales tales como: monitoreo del medio ambiente natural, detección de deslizamientos de tierra, examen de contaminación del aire, análisis de gases explosivos y detección de gases terroristas.
