Publication
Lithographic patterning of conformal thin films on 3D structures using Scaffold-architected Lift-off masks, Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-026-75538-z
Publicerad 2026-08-27
En ny tillverkningsmetod kan bidra till att flytta produktionen av sensorer i nanoskala från specialiserade tillverkningsanläggningar till vanliga.
I en artikel publicerad i Science Advances jämför forskare från KTH sin teknik med att dra upp en trädstubbe med rep.
Arbetet syftar till att lösa en flaskhals vid tillverkningen av hål i nanoskala i tunna membran, så kallade nanoporer. Dessa är en nyckelkomponent i en rad sensortekniker och analysmetoder som används inom medicinsk forskning och, i allt större utsträckning, på specialiserade kliniker där sekvenseringssystem används för bland annat övervakning av smittutbrott, cancergenomik eller identifiering av smittsamma sjukdomar. Nanoporer är värdefulla verktyg i dessa sammanhang eftersom deras extremt små öppningar i ultratunna material kan användas för att detektera och analysera enskilda molekyler såsom DNA och proteiner.
Frank Niklaus , professor i mikro- och nanosystem vid KTH, säger att studien visar på den unika metoden att använda inbyggd mekanisk spänning för att skapa nanohål.
Ett typiskt membran i en sensorenhet har en enda nanopor, som fungerar som en detektor för enstaka molekyler. Dessa öppningar framställs en i taget med hjälp av långsamma, kostsamma eller svårskalbara tekniker, såsom elektronstråleborrning och skulptering med transmissionselektronmikroskop (TEM), säger Xinxin Liu , doktorand vid KTH och studiens försteförfattare.
Men studien visade att denna teknik kan producera stora matriser av nanoporer parallellt genom att utnyttja brottmekanik för att skapa öppningar som är så små som cirka 6–10 nm.
Processen inleds med en stapel av skikt placerade på en kiselplatta. Det översta skiktet sträcks medvetet ut under spänning. Under detta finns ett andra skikt av material som etsas bort tills en liten, fördefinierad form återstår, avsedd att definiera formen på nanoporen i det tredje skiktet av material under. Detta tredje skikt är sensormembranet där nanoporen ska bildas.
– Strålen drar tills den sliter loss ett fragment i nanoskala från membranet och skapar hålet, säger Liu och fortsätter:
– Det är ungefär som att dra bort en trädstubbe med ett rep – strålen fäster vid det nanostora förankringselementet och drar bort det från membranet, som fungerar som marken.
Tekniken har testats med framgång på flera olika material, däribland dielektriska, metalliska och halvledande sensormembran. Studien visar att dessa nanoporer var effektiva för DNA-analys och detektion av molekyler.
Liu säger att forskarna har tagit patent på tekniken och startat ett nytt företag för att driva den vidare mot kommersiell tillämpning.
–Vi har redan skickat prover till en samarbetspartner för testning, så den har kommit förbi laboratoriestadiet.
David Callahan
Lithographic patterning of conformal thin films on 3D structures using Scaffold-architected Lift-off masks, Nature Communications, DOI: 10.1038/s41467-026-75538-z
此内容由惯性聚合(RSS阅读器)自动聚合整理，仅供阅读参考。 原文来自 — 版权归原作者所有。