Nanotechnology Now - Comunicado de prensa: Tecnología de haz de iones enfocado: una herramienta única para una amplia gama de aplicaciones

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El físico Gregor Hlawacek, director del proyecto europeo FIT4NANO, es responsable de una instalación de última generación en el HZDR donde puede producir y analizar nanoestructuras utilizando un haz de iones especialmente enfocado. CRÉDITO Oliver Killig/HZDR

Physicist Gregor Hlawacek, head of the EU project FIT4NANO, is responsible for a state-of-the-art facility at the HZDR where he can produce and analyze nanostructures using a particularly finely focused ion beam.

CRÉDITO
Oliver Killig/HZDR

Abstracto:
Procesamiento de materiales a nanoescala, producción de prototipos para microelectrónica o análisis de muestras biológicas: el abanico de aplicaciones para haces de iones finamente enfocados es enorme. Los expertos de la colaboración de la UE FIT4NANO han revisado las numerosas opciones y han desarrollado una hoja de ruta para el futuro. El artículo, publicado en “Applied Physics Review” (DOI: 10.1063/5.0162597), está dirigido a estudiantes, usuarios de la industria y la ciencia, así como a responsables de políticas de investigación.

Tecnología de haz de iones enfocado: una única herramienta para una amplia gama de aplicaciones

Dresde, Alemania | Publicado el 12 de enero de 2024

“Nos dimos cuenta de que los haces de iones enfocados se pueden utilizar de muchas maneras diferentes y pensamos que teníamos una buena visión general al inicio del proyecto. Pero luego descubrimos que existen muchas más aplicaciones de las que pensábamos. En muchas publicaciones, el uso de haces de iones enfocados ni siquiera se menciona explícitamente, sino que está oculto en la sección de métodos. Fue un trabajo de detective”, afirma la doctora Katja Höflich, física del Instituto Ferdinand-Braun y del Centro Helmholtz-Zentrum de Berlín (HZB), que coordinó el informe completo. “En particular, encontramos trabajos de los años 1960 y 1970 que estaban adelantados a su tiempo e injustamente olvidados. Incluso hoy en día siguen aportando importantes conocimientos”.

El informe ofrece una visión general del estado actual de la tecnología de haz de iones enfocados (FIB), sus aplicaciones con muchos ejemplos, los desarrollos de equipos más importantes y las perspectivas futuras. "Queríamos ofrecer un trabajo de referencia que fuera útil para la investigación académica y los departamentos de I+D industrial, pero que también ayudara a la gestión de la investigación a encontrar su camino en este campo", afirma el Dr. Gregor Hlawacek, líder de grupo en el Instituto de Investigación de Materiales y Física de Rayos de Iones. en Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Hlawacek lidera el proyecto FIT4NANO, un proyecto de la UE sobre tecnologías FIB, en el que participan los autores del informe.

Desde la investigación básica hasta el componente terminado

Los instrumentos FIB utilizan un haz de iones enfocado de normalmente de dos a 30 kiloelectronvoltios (keV). Con su pequeño diámetro en el rango de los nanómetros y subnanómetros, un haz de iones de este tipo escanea la muestra y puede cambiar su superficie con precisión nanométrica. Los instrumentos FIB son una herramienta universal para el análisis, la modificación local de materiales sin máscara y la creación rápida de prototipos de componentes microelectrónicos. Los primeros instrumentos FIB se utilizaron en la industria de los semiconductores para corregir fotomáscaras con iones de galio enfocados. Hoy en día, los instrumentos FIB están disponibles con muchos tipos diferentes de iones. Una aplicación importante es la preparación de muestras para obtener imágenes de alta resolución y precisión nanométrica en el microscopio electrónico. Los métodos FIB también se han utilizado en las ciencias biológicas, por ejemplo, para analizar y obtener imágenes de microorganismos y virus con tomografía basada en FIB, lo que proporciona conocimientos profundos sobre las estructuras microscópicas y su función.

Los instrumentos de la FIB están evolucionando constantemente hacia otras energías, iones más pesados y nuevas capacidades, como la generación espacialmente resuelta de defectos atómicos individuales en cristales que de otro modo serían perfectos. Este procesamiento FIB de materiales y componentes tiene un enorme potencial en tecnología cuántica y de la información. La gama de aplicaciones, desde la investigación fundamental hasta el dispositivo terminado, desde la física, la ciencia de los materiales y la química hasta las ciencias de la vida e incluso la arqueología, es absolutamente única. "Esperamos que esta hoja de ruta inspire avances científicos y tecnológicos y sirva de incubadora para desarrollos futuros", afirma Gregor Hlawacek.

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Contacto con los medios

Simón Schmitt
Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf
Oficina: 351-260 3400-
Contactos expertos

Dr. Gregor Hlawáček
Centro Helmholtz de Dresde-Rossendorf
Oficina: ++49 351 260 3409
Dra. Katja Höflich
Ferdinand-Braun-Institut y Helmholtz-Zentrum Berlín (HZB)

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