Nano-litografi

Litografi ve Nano-litografi nedir ?

Litografi; bir desenin tabakadan parıldayan ışığın maskeden geçip silikon tabakaya ulaşmasıyla transfer edilmesi işlemidir. (bu daha sonra çip haline gelecektir.)

Nano-litografi ise nano boyutta aletler kullanarak molekül ve atom düzeyindeki malzemelerin bir yere biriktirilmesi veya oradan uzaklaştırılmasıdır.


Bilgisayar teknolojilerinde nano-litografinin önemi

Şu anda bilgisayar teknolojilerinde çip,işlemci yahut başka parçalarda kullanılan litografi tekniği şu anda bilgisayar sektörünün gelişiminde tıkanma noktasına gelmiştir; çünkü dıştan uygulanan bu teknikler artık yapabileceğinin en iyisini yapıyor ama eğeriçten dışa doğru geliştirmeyi denersek yani işe atomlardan başlarsak elimize inanımaz bir hız,kapasite ve teknoloji geçecektir.
Bunun yerinde kullanılacak nano-litografi tekniği ise metrenin trilyonda birinde boyutunda işlemler yapacağı için çok daha detaylı ve verimli olacaktır.Bu sayede, şu anda kullandığımız bilgisayarlar çok daha verimli olacaktır.


Nano-Robotlar ve nano-litografi

Nano-litografi yöntemi ile üretilmiş robotlar nano boyutlarda atomları bir araya getirerek ürünler ya da yeni robotlar meydana getirir.Kendini kopyalayan robotlar sayesinde meydana gelen milyonlarca nano-robot çok şimdikinden çok daha hızlı ve pratik bir üretim sağlar.


Nano-litografi nasıl uygulanır?

Silikon tabakanın üzerinde photo-resist adı verilen özel bir maddeden oluşmuş ince bir tabaka bulunur. Bu madde ışığa karşı direnmek, tepki vermek için tasarlanmıştır. Maskenin üzerindeki desenin üzerinde parıldayan ışığa tepki gösterdiğinde ise, desen maskeden tabakaya (ya da çipe) transfer edilmiş olur.
Tipik olarak direniş molekülleri, moleküler yapıdaki bağları kırarak ya da yeni bağlar oluşturarak tepki verir. Bu tepkinin ne kadar hızlı ve etkili olduğu ise yeni tepki tasarımlarının arkasındaki malzeme biliminin bir bölümüdür.

Hazırlık aşaması bittikten sonra ortaya çıkan şekil özel bir sıvıyla dolar ve ışık alan-almayan bölgeleri ortaya çıkarır.
Mikro-işlemci gibi aygıtlarda 32 veya daha fazla katman bulunabilir, litografi aşaması 32 farklı maskeyle 32 defa tekrarlanır ve bu işlem her katmanda dayanıklı materyaller kullanılarak yapılır.
Bu işlem basamakları sonuç olarak işlemcileri,çipleri,bilgisayar parçalarını ya da diğer hedeflenen materyalleri ortaya çıkarır.

Nano-litografi yöntemleri nelerdir?

X-ışını litografisi; aydınlatma için 1nm’lik kısa dalga boylarının kullanılarak sonuçların elde edilmesi olarak genişletilebilir.

Maskesiz nano-litografi ise bir başka yöntemdir ancak uygulaması zor bir tekniktir çünkü ışığa şekil vermek için bir maske yerine mikro aynacıklar kullanılır.

Şuan için bu teknolojinin uygulanması pahalı olsa da teknolojinin gelişmesi ve seri üretime geçildiğinde kazanç kesinlikle harcanan paradan yüksek olacaktır.

Direkt Elektron Işınları: (Electron-Beam Direct )
Kopyaları yaratmak için elektron ışınlarının kullanılması kavramıdır.

Yüklü Tanecik Litografisi: (Charged Particle Lithography )
İyon ya da elektron gösterimi litografisi, kopyalamada çok yüksek kalitede sonuçlar elde edilmesini sağlarlar.

Aşırı derecede ultraviyole/morötesi (Extreme Ultraviolet Lithography ):
Ultra kısa dalga boyları kullanılarak oluşturulan bir görsel litografi formudur.


Nano-damgalama Litografisi(Nanoimprint Lithography):
Nano-desen yinelenme teknolojisini vaat eden bir yöntemdir.Yani aynı desenin kopyasını defalarca tekrarlayabileceğiniz bir seri üretim tekniğidir.

İnceleme-Araştırma Litografileri: (Scanning Probe Lithographies):
Derin ve karmaşık nano-metre ölçülerinde kopyalama için araçlar vaat ediyor.
Örneğin; bağımsız atomlar İnceleme Tünel Mikroskobu‘nun (Scanning Tunneling Microscope) yardımı ile yönlendirilebilir.

ama bizi en çok mutlu eden şey ise artık Türkiye'nin teknolojiyi izlemek yerine teknolojiyi yaratmasıdır.Çünkü artık Türkiye'de birçok üniersite nano-teknoloji ve nano-litografi araştırmaları yapmaktadır.Örneğin Bilkent Üniversitesi Fizik bölümü, nano-litografi tekniğni kullanarak 100 nm genişliğinde 2 nm yüksekliğinde bir Türk bayrağı çizmeyi başarmıştır.

Peki tüm bunların bize ne katkısı olacak?

Nano teknoloji yaklaşık 20 yıl içinde hayatımızda sıkça kullanılan sağlıktan kozmetiğe ve bilgisayara ve daha birçok alana ulaşacak bir teknolojidir.Peki niye hala duruyoruz? 20 yıl sonrasının teknolojisini şimdiden yakalamak varken.Yazımı sonuna kadar sabırla okuduğunuz için teşekkür ederim.

Bu yazı Irmak Okulları'ndan IR-MACH Lego Team tarafından hazırlanmış bir projenin internette yayınlanmak için hazırlanmış bir versyonudur.Amacımız bu bilgilerin Türkçe olarak da size ulaşmasıdır çünkü ne yazık ki internette nano-litografi ile ilgili Türkçe bir kaynak yoktur.IR-MACH LEGO TEAM'in adı kullanılarak eğitim amaçlı olarak kullanılabilir.(değerini anlamayanlar utansın ;)