傳統的光刻技術和自動裝配成形技術的融合
納米世界一個巨大的挑戰是原子與原子之間的精確的定位。歷史上
對于這種挑戰有兩種方法:由上而下的光刻技術和由下而上的自組裝技
術。光刻技術在集成電路的發展過程中已經取得了巨大的進步。正如上
面所討論的, 目前的光刻技術的局限性在100nm的范圍內。新技術將
發展到將這個尺寸縮小一個數量級,但是仍然跟典型的分子內部原子間
距0.5nm有很大的差距。
從另一方向說,使用自組裝技術,化學家按常規根據原子間的精確
距離制造分子。晶體是大范圍順序的精確的自組裝的一個很好的例子。
在一個直徑300mm的硅晶片上,如果你知道一個單個細胞的位置和方位
,那么你便知道在溫度、壓力、混合物、熱運動引起的變化范圍內的晶
片另一面或另一端的原子的精確位置。較近的研究可能為分子的自組裝
技術提供納米尺寸上的橫向空間。作為一個總的原則——雖然不是不能
侵犯,這些努力已經導致了一個非常好的定位秩序(如較近的鄰居)和相
對大范圍的秩序(宏觀上)。提供多晶合點是固有技術,例如在一個平坦
的、非晶粒的表面上。多晶域如過程中的熱力學所規定的那樣形成核,
單個晶粒增長和結合的結果形成晶界。
一個現行的研究方向是融合這兩種技術并且使用每項技術發揮較大
的優勢。自上而下光刻技術能提供一個從厘米向下的大范圍尺寸,現在
能夠縮小到大約100nm的特征尺寸。分子自組裝在10nm尺寸以下能很好
的工作。這些方式聯系緊密以致它們能夠合并在一起,并且提供了完全
控制從宏觀到原子的可能性。納米技術將可能需要通過這些來控制所有
空間尺寸。