Спосіб, в основі якого лежить принцип дитячої книжки-розкладачки, допоможе створити абсолютно нові 3D об'єкти для мікроелектроніки.
Перехід від плоских почесних речей до об'ємних тривимірних завжди відкриває нові можливості - будь це високотехнологічні 3D-кінотеатри і 3D-принтери або щось більш просте. Наприклад, перетворення звичайної дитячої книги на книгу-розкладачку, де кожен розворот представляє об'ємну барвисту панораму, яка буквально піднімається зі сторінок. Фізики з університету Іллінойсу придумали абсолютно новий спосіб, як зробити подібну «розкладну» структуру мікроскопічного розміру.
В основу нового методу створення об'ємних структур мікро- і нано-розміру ліг принцип дитячої книжки, в якій малюнок на площині перетворюється на об'ємну картину. Напевно, найбільша область, де подібне відкриття виявиться корисним, це мікроелектроніка, конструювання мініатюрних оптичних і електромагнітних пристроїв. Поки що автори роботи продемонстрували тільки можливості нової розробки, але вже планують використовувати її для вирішення реальних проблем.
В основі технології отримання тривимірних мікроструктур - з'єднання матеріалів з різними властивостями: вузької стрічки з монокристалічного кремнію і підкладки з силікону (еластомера на основі кремнію). Як це працює? Порівняємо два об'єкти: довгу вузьку смужку з монокристалічного кремнію і платівку з еластомера. Ці матеріали по-різному реагують на деформацію, наприклад на розтягнення і стиснення. Смужка монокристалічного кремнію поводиться подібно до упругого металу: зближуючи її кінці, смужку можна вигнути в дугу. У еластомера інші властивості - його можна досить сильно розтягнути, а він повернеться до своїх початкових геометричних розмірів (саме так поводиться звичайна гума).
Спочатку розтягнемо еластичну підкладку з силікону і закріпимо на ній в певних точках стрічку з монокристалічного кремнію. Якщо дозволити підкладці повернутися у вихідний стан, то смужка з монокристалічного кремнію почне деформуватися. Їй не залишиться нічого іншого, як зігнутися в незакріплених вільних ділянках і піднятися над поверхнею силікону. В результаті вийде геометрично правильна спіраль, прикріплена до підкладки.
Залежно від форми стрічки, точок її закріплення на поверхні і напрямків розтягнення підкладки, можна отримувати найрізноманітніші об'ємні структури: від простих спіралей до складних 3D-форм. Поєднуючи розроблений принцип з іншими методами, можна домогтися абсолютно нових тривимірних об'єктів мікро- і нанометрового масштабу.
За матеріалами illinois.edu