Mit großem Aufwand ätzen Chiphersteller feinste Schaltkreise über die Lichtlithografie in ihre Silizium-Rohlinge. Trotz aller Anstrengungen stoßen sie bei Strukturen, die kleiner als 100 Millionstel Millimeter (Nanometer) sind, langsam an ihre Grenzen. Jenseits dieser Auflösungsgrenze könnten in Zukunft Atome die Aufgabe der Lichtstrahlen übernehmen. Eine neue Technologie basierend auf der Atom-Lithographie, stellen nun Physiker von der amerikanischen Harvard University in einem vorab in der Web-Datenbank arxiv.org veröffentlichten Fachartikel vor.
Um feine Strukturen auf eine Silizium-Oberfläche zu bannen nutzten Joseph Thywissen und seine Kollegen einen Strahl aus “metastabilen” Argon-Atomen. Trifft eines dieser angeregten Edelgas-Teilchen auf die Oberfläche, gibt es seine überschüssige Energie ab und hinterlässt dadurch Spuren. Für die Kontrolle des Atomstrahls greifen die Wissenschaftler auf zwei überlappende Laserstrahlen zurück, die die Argon-Atome zuvor resonant anregen.
“Über die Veränderung der Frequenz des Lichtes, ist die Auflösung der Strukturen nicht mehr durch die optische Brechung limitiert”, hebt Thywissen den Hauptvorteil seiner Methode heraus. “Das Verfahren lässt sich mit der Bildgebung über Magnetresonanzen vergleichen, bei der die Auflösung auch viel genauer ist als die Wellenlänge der genutzten Strahlung.”
Bisher konnten Thywissen und Kollegen zwar nur relativ grobe Strukturen von rund 900 Nanometern erzeugen. Doch prinzipiell gebe es keine Brechungsgrenze für viel kleinere Ergebnisse. Um dieses Potenzial allerdings ausreizen zu können, benötigt Thywissen eine größere Laserleistung und feiner gebündelte Atomstrahlen. Solche könnten beispielsweise von Atomlasern geliefert werden, für dessen Grundlage der Deutsche Wolfgang Ketterle letztes Jahr den Physik-Nobelpreis erhalten hat.
Jan Oliver Löfken
