Johns Hopkinsin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden valmistusmenetelmän, joka voi mullistaa mikroelektroniikan. Menetelmä mahdollistaa piirien kaivertamisen niin pienessä mittakaavassa, että ne ovat paljaalla silmällä näkymättömiä. Tavoitteena on valmistaa aiempaa pienempiä, nopeampia ja edullisempia mikrosiruja, joita tarvitaan lähes kaikissa moderneissa laitteissa älypuhelimista lentokoneisiin.
Läpimurto perustuu uudenlaisiin metalliorgaanisiin valoherkkiin materiaaleihin, joissa yhdistyvät metallit ja imidatsoli-niminen orgaaninen yhdiste. Perinteiset materiaalit eivät reagoi riittävän tehokkaasti, kun piirien valmistuksessa käytetään hyvin voimakasta beyond extreme ultraviolet (B-EUV) -säteilyä. Uudet materiaalit sen sijaan pystyvät hyödyntämään tätä teknologiaa ja mahdollistavat alle 10 nanometrin kokoisten yksityiskohtien valmistamisen.
Tutkijat kehittivät myös täysin uuden menetelmän, chemical liquid deposition (CLD), jonka avulla resistimateriaalit voidaan levittää piikiekon pinnalle liuoksesta nanometrin tarkkuudella. CLD-menetelmä tekee prosessista hallittavamman ja avaa mahdollisuuden kokeilla nopeasti erilaisia metallien ja orgaanisten yhdisteiden yhdistelmiä. Näin voidaan löytää optimaalisia ratkaisuja eri säteilyaalloille ja tulevaisuuden tuotantotarpeisiin.
Kansainvälinen yhteistyö oli keskeistä läpimurrossa: Johns Hopkinsin lisäksi mukana olivat tutkijat Kiinasta, Sveitsistä, Taiwanista sekä Yhdysvaltain suurista tutkimuskeskuksista Brookhaven ja Lawrence Berkeley. Tämä toi yhteen sekä kemiallisen mallinnuksen että kokeellisen osaamisen, mikä nopeutti menetelmän kehittämistä.
Menetelmän etuna on sen joustavuus. Eri metalleilla ja orgaanisilla yhdisteillä voidaan muuttaa valon absorptiota ja käynnistyvien reaktioiden tehokkuutta. Tutkijoiden mukaan käytettävissä on ainakin kymmenen eri metallia ja satoja orgaanisia yhdisteitä, joista voidaan räätälöidä sopivia yhdistelmiä.
Tutkijat arvioivat, että B-EUV-säteilyyn perustuvat prosessit voisivat tulla teolliseen käyttöön jo seuraavan kymmenen vuoden aikana. Jos näin käy, elektroniikan kehitys voi ottaa suuren harppauksen kohti pienempiä, nopeampia ja energiatehokkaampia laitteita.
