Nanotechnology Now - Comunicato stampa: Tecnologia del fascio ionico focalizzato: un unico strumento per un'ampia gamma di applicazioni

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Il fisico Gregor Hlawacek, capo del progetto UE FIT4NANO, è responsabile di un impianto all'avanguardia presso l'HZDR dove può produrre e analizzare nanostrutture utilizzando un fascio ionico particolarmente finemente focalizzato.

CREDITO
Oliver Killig/HZDR

Abstract:
Lavorazione di materiali su scala nanometrica, produzione di prototipi per la microelettronica o analisi di campioni biologici: il campo di applicazione dei fasci ionici finemente focalizzati è enorme. Gli esperti della collaborazione dell’UE FIT4NANO hanno ora esaminato le numerose opzioni e sviluppato una tabella di marcia per il futuro. L'articolo, pubblicato su “Applied Physics Review” (DOI: 10.1063/5.0162597), è rivolto a studenti, utenti dell'industria e della scienza, nonché responsabili politici della ricerca.

Tecnologia a fascio ionico focalizzato: un unico strumento per un'ampia gamma di applicazioni

Dresda, Germania | Pubblicato il 12 gennaio 2024

«Ci siamo resi conto che i fasci ionici focalizzati possono essere utilizzati in molti modi diversi e pensavamo di avere una buona panoramica all’inizio del progetto. Ma poi abbiamo scoperto che esistono molte più applicazioni di quanto pensassimo. In molte pubblicazioni l'uso di fasci ionici focalizzati non è nemmeno menzionato esplicitamente, ma è nascosto nella sezione dei metodi. È stato un lavoro investigativo", afferma la dott.ssa Katja Höflich, fisica presso l'Istituto Ferdinand-Braun e l'Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), che ha coordinato il rapporto completo. “In particolare, abbiamo trovato opere degli anni Sessanta e Settanta, in anticipo sui tempi e ingiustamente dimenticate. Ancora oggi forniscono spunti importanti”.

Il rapporto fornisce una panoramica dello stato attuale della tecnologia del fascio ionico focalizzato (FIB), delle sue applicazioni con numerosi esempi, degli sviluppi più importanti delle apparecchiature e delle prospettive future. "Volevamo fornire un lavoro di riferimento che sia utile per la ricerca accademica e i dipartimenti di ricerca e sviluppo industriale, ma che aiuti anche la direzione della ricerca a trovare la propria strada in questo campo", afferma il dott. Gregor Hlawacek, capogruppo presso l'Istituto di ricerca sulla fisica e sui materiali dei fasci ionici presso l'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR). Hlawacek guida il progetto FIT4NANO, un progetto UE sulle tecnologie FIB, in cui sono coinvolti gli autori del rapporto.

Dalla ricerca di base al componente finito

Gli strumenti FIB utilizzano un fascio ionico focalizzato tipicamente da due a 30 kiloelettronvolt (keV). Con il suo diametro piccolo nell'ordine dei nanometri e sub-nanometri, un tale fascio ionico scansiona il campione e può modificarne la superficie con precisione nanometrica. Gli strumenti FIB sono uno strumento universale per l'analisi, la modifica locale dei materiali senza maschera e la prototipazione rapida di componenti microelettronici. I primi strumenti FIB furono utilizzati nell'industria dei semiconduttori per correggere fotomaschere con ioni di gallio focalizzati. Oggi gli strumenti FIB sono disponibili con molti tipi diversi di ioni. Un'applicazione importante è la preparazione di campioni per l'imaging ad alta risoluzione e precisione nanometrica nel microscopio elettronico. I metodi FIB sono stati utilizzati anche nelle scienze della vita, ad esempio per analizzare e visualizzare microrganismi e virus con la tomografia basata su FIB, fornendo informazioni approfondite sulle strutture microscopiche e sulla loro funzione.

Gli strumenti FIB sono in continua evoluzione verso altre energie, ioni più pesanti e nuove capacità, come la generazione risolta spazialmente di singoli difetti atomici in cristalli altrimenti perfetti. Tale elaborazione FIB di materiali e componenti ha un enorme potenziale nella tecnologia quantistica e informatica. La gamma di applicazioni, dalla ricerca fondamentale al dispositivo finito, dalla fisica, scienza dei materiali e chimica alle scienze della vita e persino all'archeologia, è assolutamente unica. “Speriamo che questa tabella di marcia ispiri scoperte scientifiche e tecnologiche e funga da incubatore per sviluppi futuri”, afferma Gregor Hlawacek.

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Contatti:
Contatto per i media

Simone Schmitt
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Ufficio: 351-260-3400
Contatti esperti

Dottor Gregor Hlawacek
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf
Ufficio: ++49 351 260 3409
Dott.ssa Katja Höflich
Istituto Ferdinand-Braun e Helmholtz-Zentrum Berlino (HZB)

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