Я познаю мир. Компьютеры и интернет

И вот блестяще отработанная, повсюду применяемая фотолитография в 70–е годы XX века зашла в тупик. Она оказалась неспособной обеспечить воспроизведение структур меньше 1–2 мкм. И дело тут было уж вовсе не в сложностях точного совмещения фотошаблонов. Просто фотолитография приблизилась к предельным возможностям, связанным с длиной световой волны. Не помогло даже то, что технологи от видимого света перешли к более коротковолновому ультрафиолетовому излучению – свет все равно огибает препятствия, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

Попробовали заменить световой источник энергии электронным лучом. Казалось бы, все в порядке: длина волны ускоренного электрона, используемого в электронном микроскопе, на несколько порядков меньше длины световой волны. Но за это решение пришлось заплатить весьма дорогой ценой: неимоверно возросли трудности, связанные с точным совмещением шаблонов, а это, в свою очередь, привело к резкому подорожанию самих интегральных схем.

Пара слов о самоформовании

Тогда технологи решили испробовать обходные пути, которые бы позволили формировать структуры интегральных схем без переноса рисунков. Среди доброй сотни всевозможных принципов давайте обратим особое внимание на способ самоформования, разработанный в Институте физики полупроводников АН Литвы С.С. Янушонисом и его коллегами. Он интересен не только тем, что допускает для формирования супермикронных структур использовать относительно простое технологическое оборудование. Еще этот способ характерен тем, что позволяет электронным микросхемам... самим себя лечить!

Как это может быть, проще всего понять на таком примере. Существуют шины, которые сами себя ремонтируют. Внутрь шины, кроме воздуха, закачивают небольшое количество герметика. Когда при проколе из шины начинает выходить воздух, вместе с ним в отверстие попадает и герметик, который и затыкает, ликвидирует прокол.

Аналогично, если в структуру твердого тела добавить особую примесь, то при «пробе» электрической схемы она, подобно клею–герметику, восстановит целостность проводника.

Таков сегодняшний день технологии микроэлектроники. А каково его будущее?

Представьте себе, в долгом космическом полете начнет выходить из строя электронная аппаратура – части «мозга», управляющего кораблем. Использовать резервные блоки можно с известной натяжкой – ведь они будут стареть вместе с основной аппаратурой. А вот методы самоформования открывают пути саморемонта. Компьютер найдет вышедший из строя элемент и даст команду на включение физико–химических механизмов его регенерирования. Через некоторое время структура элемента будет восстановлена.

Таков лишь один из примеров нанотехнологии – нового направления, основы которого формируются уже сегодня. В дальнейшем, полагают специалисты, подобными методами можно будет выращивать не только отдельные элементы микроэлектроники, но и самые различные устройства и машины.

Сказка XXI века

Не поверите, но увидеть сказочную скатерть–самобранку можно уже сегодня. Причем за ней вовсе не надо лететь за тридевять земель на ковре–самолете или топать в тех же сапогах–скороход ах. Да и само «тридевятое царство, тридесятое государство» выглядит вполне современно – этакий небоскреб из стекла и бетона, на этажах которого в сверхчистых лабораториях, где наперечет все пылинки, и творят свои чудеса нынешние кудесники – нанотехнологи.

Молекулярные машины

Нанотехнология – так называется новая революционная отрасль современной техники. Приставка «нано», происходит от греческого слова nannos – карлик (отсюда нанометр – одна миллиардная доля метра).

Этот термин появился в середине XX века благодаря нобелевскому лауреату, известному физику Ричарду Фейнману. Он еще в 1959 году говорил, что человечество скоро научится манипулировать отдельными атомами, молекулами или живыми клетками и сможет синтезировать все, что угодно.

Самому Фейнману не удалось дожить до осуществления своей мечты. И будущие открытия в этой области оказались связаны с именем другого американца – Эрика Дрекслера.

В 1977 году Эрик был студентом и мечтал о колонизации далеких миров и планет. Однако к моменту окончания учебы выяснилось, что с полетами к звездам придется пока подождать – нет у нас ни соответствующей технологии, ни подходящей техники.

И тогда Эрик решил колонизировать... самого человека. Он предложил сконструировать молекулярные машины – своеобразные искусственные биологические молекулы, работающие в живых клетках.

Микроскопия «на ощупь»