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如何制作微納米地圖

納米圖像印刷技術突破了微電子制作精度的極限(微米級別),把電子和印刷推進到了微觀的納米加工尺度。如今,地地圖印刷制作方面,米技術的應用——微納米地圖的印刷制作日漸成熟。現簡小編【茂祥印務】單介紹微納米地圖的分類和制作技術。

微納地圖特點與分類

普通地圖是有選擇地以二維或多維形式與手段在平面或球面上表示若干現象的圖形或圖像,科學地反映出自然和社會經濟現象的分布特征。而微納米地圖與地圖完全不同,它的尺寸微小,僅幾百納米至數微米。需借助高倍的光學顯微設備才能看清地圖輪廓,它不包含自然和社會經濟現象的信息。

微納米地圖是近年來出現的新生事物。微納米地圖可分為平面圖(圖1)和立體圖(圖2)。圖1是中科院化學所的科學家利用掃描隧道顯微鏡(STM)探針針尖在石墨表面施加電壓,從而刻蝕的平面納米級中國地圖,地圖的線粗細約為10μm,整體尺寸為數百納米。圖2是美國IBM公司科學家近日研發的3D納米世界地圖。該圖基于高分子聚合物的表面,約22μm×11μm,共包含5 0 萬個像素, 每個像素的面積為20μm2。海拔1000m的山脈在圖中高度只有8μm,也就是說珠穆朗瑪峰在圖中也只有64μm高。

如何制作微納米地圖

微納米地圖可分為毫微米量級、微納米量級以及納米級的三大類。圖3是英國納米生物咨詢中心(BNC)科學家的杰作——世界上最小的毫微米量級的倫敦地鐵交通圖。使用的材料基體為3mm×2mm的單晶硅,地鐵線路寬約幾十微米;由牛津激光雕刻系統加工而成。圖4 是比利時根特大學光學中心的科學家制作的一張1:10,000億微納米量級的世界地圖,采用電子顯微鏡成像,微電子中傳統的光學平板印刷技術制作,赤道長約40μm。圖5是美國科學家采用電子束在氮化硅薄膜上沉積的鎢制作的納米量級的世界地圖,圖中赤道長僅230μm。圖6是獲得2006年臺灣微觀圖像大賽的臺灣地區納米地圖,圖7是首屆國際納米藝術展的獲獎作品的非洲大陸納米地圖。均采用掃描隧道顯微鏡成像,通過探針施加電流,在鈦和硅表面繪制而成,地圖尺寸僅幾百納米。其中,圖7是兩位知名的納米藝術先驅—— 意大利的A l e s s a n d r oScali和南非的Robin Goode制作的納米非洲圖。制作微納米地圖的材質有半導體、生物、聚合物、金屬和碳等多種。半導體材質的納米地圖最為常見。圖8是一張生物材質(生物的DNA鏈條)的納米中國地圖——DNA中國地圖。采用的技術為先進的 DNA折紙術,地圖的整體尺寸約為幾百納米。

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