Untitled Document
Techniek op de vierkante
nanometer
Een nanometer, een miljardste van een meter, dat zijn zes koolstofatomen
op een rij. Hier past niet langer de term 'microscopisch klein'.
De wereld van de nanometer is duizend keer kleiner dan de wereld
waarin technieken uit bijvoorbeeld de micro-elektronica worden
toegepast. Dr. Arthur ten Wolde vertelt in SG-Actueel over de
veelal futuristische wereld van nanotechnologie. Een molecuul
als transistor en zelfreinigend textiel: het zijn maar twee van
de mogelijkheden die de toepassing van nanotechnologie kan opleveren.
Nanotechnologie is niet alleen een opkomend veld van onderzoek
en ontwikkeling dat gericht is op de toenemende controle over
materiële structuren met afmetingen op nanoschaal. Het is
ook een groep van technieken uit onder andere de vaste-stoftechnologie,
biotechnologie, chemische technologie en raster-sondetechnologie.
Die technieken werken 'top-down' of 'bottom-up'. Bij het eerste
moet je denken aan verkleining door het steeds fijner bewerken
en afwerken van materialen, bij het tweede aan de synthese van
materialen.
Lithografie
Bij nano-elektronica wordt de top-down-benadering volgens Ten
Wolde gevormd door de lithografische technieken die bijvoorbeeld
toegepast worden met behulp van de wafersteppers van ASML. In
essentie brengt zo'n apparaat patronen die een geïntegreerde
schakeling definiëren aan op een plak silicium door een lichtbundel
via een masker te projecteren op het oppervlak.
Maar deze optische lithografie is niet zo geschikt voor het produceren
van chips met details van nanogrootte, omdat de golflengte van
het gebruikte licht te groot is. De uitdaging voor de toekomst
is dan ook om technieken als extreem-ultravioletlithografie te
ontwikkelen en toe te passen. Een mogelijke kandidaat is ook atoomlithografie.
Deze techniek gebruikt een patroon van lichtgolven om een bundel
van gekoelde atomen naar specifieke posities op een oppervlak
te dirigeren.
Chemische groeitechnieken
Maar je kunt ook bottom-up aan de slag met atomen, namelijk met
behulp van chemische groeitechnieken. Deze laten bijvoorbeeld
atomen zichzelf organiseren in dunne lagen en draden. Uiteindelijk
zal volgens Ten Wolde aan verkleining een eind komen als de atomaire
schaal is bereikt, met een enkele atoom als transistor. Dat zal
echter niet plaatsvinden voor het jaar 2030.
Het werken met dendrimeren zoals dat ook aan de TU/e gebeurt,
is een andere vorm van bottom-uptechnieken op nanometer-niveau.
Dendrimeren zijn goede kandidaten voor het efficiënt afleveren
van medicijnen in het menselijk lichaam op de plaats waar het
zijn werking moet uitvoeren.
Nanoelektronica zal krachtiger elektronische processoren en geheugens
opleveren, te integreren in bijvoorbeeld computers, telefoon en
auto's Dit betekent een wereldmarkt van honderden miljarden guldens,
waardoor nanoelektronica de drijvende kracht vormt achter de huidige
ontwikkeling van nanotechnologie. Hoe hard de verkleining uiteindelijk
gaat, zal voor een groot deel afhangen van de kosten. Die nemen
toe bij een voortgaande verkleining, totdat er een punt komt dat
er niet langer een meerwaarde aan verbonden is.
De nanotechnologie staat nog in haar kinderschoenen.
Ten Wolde zal woensdag 13 december zijn toekomstvisie geven op
deze nieuwe technologie. Tijd en plaats: van 11.45 uur tot 13.00
uur in de Blauwe Zaal van het Auditorium. /.