Une gravure optique révolutionnaire pour les disques et les puces
Des disques de 1 To, des processeurs en 10 nm
Des chercheurs de l'Université de Californie ont mis au point une nouvelle tête de gravure nanotechnologique qui pourrait être un véritable bond en avant dans deux domaines majeurs : la densité de stockage des disques optiques, et la finesse de gravure des puces électroniques.
L'engin est une tête de lithographie plasmonique en métal, qui dérive une source de lumière ultraviolet vers une grille de plusieurs lentilles plasmoniques de seulement 4 micromètres de diamètre. Chaque lentille est alors capable d'effectuer une gravure optique sur une surface chimique photosensible. Le prototype des chercheurs grave pour l'instant à une finesse de 80 nm, et à une vitesse de 4 à 12 mètres par seconde. La tête de gravure doit en revanche « voler » très près de la surface à graver, 20 nm : « La vitesse et la distance dont nous parlons, c'est l'équivalent d'un Boeing 747 volant à 2 millimètres du sol ».
Cette nanotechnologie semble très compliquée, mais les chercheurs assurent que son application pratique en guise de nanolithographie aura un « coût relativement bas ». « En utilisant la nanolitographie plasmonique, nous serons capables de rendre les microprocesseurs actuels dix fois plus petits » explique le professeur Xiang Zhang. « Cette nouvelle technologie pourrait aussi nous mener vers des disques optiques ultradenses, pouvant stocker 10 à 100 fois plus de données qu'aujourd'hui. »
« Pour augmenter la finesse de gravure, il faut utiliser des longueurs d'onde de lumière de plus en plus courte, ce qui augmente grandement le coût de fabrication. La finesse d'un rayon lumineux est aussi limitée par sa diffraction, ce qui restreint pour l'instant la photolithographie des puces électroniques à 35 nm de finesse environ, mais notre technique est capable d'atteindre une résolution bien plus haute. »
Les lentilles plasmoniques métalliques de cette nouvelle tête de gravure exploitent les propriétés physiques des électrons libres à leur surface. Ces derniers sont excités par la lumière, et leur oscillation absorbe et génère elle-même de la lumière. Cette lumière générée est dotée d'une longueur d'onde bien plus courte que celle d'un rayon classique. Du coup, les chercheurs affirment pouvoir théoriquement atteindre une finesse de gravure de 5 à 10 nanomètres pour un coût de fabrication relativement peu élevé.
Cette nanotechnique de gravure serait adaptable à l'industrie d'ici 3 à 5 ans selon ses inventeurs.
L'engin est une tête de lithographie plasmonique en métal, qui dérive une source de lumière ultraviolet vers une grille de plusieurs lentilles plasmoniques de seulement 4 micromètres de diamètre. Chaque lentille est alors capable d'effectuer une gravure optique sur une surface chimique photosensible. Le prototype des chercheurs grave pour l'instant à une finesse de 80 nm, et à une vitesse de 4 à 12 mètres par seconde. La tête de gravure doit en revanche « voler » très près de la surface à graver, 20 nm : « La vitesse et la distance dont nous parlons, c'est l'équivalent d'un Boeing 747 volant à 2 millimètres du sol ».
À gauche la grille de lentilles plasmoniques,
à droite le schéma d'une tête complète sur un disque optique.
à droite le schéma d'une tête complète sur un disque optique.
Cette nanotechnologie semble très compliquée, mais les chercheurs assurent que son application pratique en guise de nanolithographie aura un « coût relativement bas ». « En utilisant la nanolitographie plasmonique, nous serons capables de rendre les microprocesseurs actuels dix fois plus petits » explique le professeur Xiang Zhang. « Cette nouvelle technologie pourrait aussi nous mener vers des disques optiques ultradenses, pouvant stocker 10 à 100 fois plus de données qu'aujourd'hui. »
« Pour augmenter la finesse de gravure, il faut utiliser des longueurs d'onde de lumière de plus en plus courte, ce qui augmente grandement le coût de fabrication. La finesse d'un rayon lumineux est aussi limitée par sa diffraction, ce qui restreint pour l'instant la photolithographie des puces électroniques à 35 nm de finesse environ, mais notre technique est capable d'atteindre une résolution bien plus haute. »
Les lentilles plasmoniques métalliques de cette nouvelle tête de gravure exploitent les propriétés physiques des électrons libres à leur surface. Ces derniers sont excités par la lumière, et leur oscillation absorbe et génère elle-même de la lumière. Cette lumière générée est dotée d'une longueur d'onde bien plus courte que celle d'un rayon classique. Du coup, les chercheurs affirment pouvoir théoriquement atteindre une finesse de gravure de 5 à 10 nanomètres pour un coût de fabrication relativement peu élevé.
Cette nanotechnique de gravure serait adaptable à l'industrie d'ici 3 à 5 ans selon ses inventeurs.
Bruno Cormier
le 24 octobre 2008 à 12:25
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