研究人员创造了世界上最小的圣诞节记录

DTUPhysics的研究人员测量直径仅为40微米，创造了有史以来切割的最小记录。这首单曲以圣诞经典歌曲“围绕圣诞树摇摆”的前25秒为特色，使用最近从海德堡仪器公司收购的新型纳米雕刻机Nanofrazor进行切割。

Nanofrazor可以将3D图案雕刻到具有纳米级分辨率的表面，使研究人员能够创建新的纳米结构，这可能为量子设备、磁传感器和电子光学等领域的新技术铺平道路。

“我从事光刻已有30年，虽然我们拥有这台机器已有一段时间，但它仍然感觉像科幻小说。我们做过很多实验，比如用12x16微米复制蒙娜丽莎像素尺寸为10纳米的区域。我们还打印了DTU创始人HansChristianØrsted的图像，尺寸为8x12微米，像素尺寸为2,540,000DPI。为了了解我们正在研究的规模在，我们可以用这个东西在红细胞上写下我们的签名，”DTU物理学的PeterBøggild教授说。

“最激进的是，我们可以在如此疯狂的分辨率下创建自由形式的3D景观——这种灰度级纳米光刻技术是我们研究的真正颠覆者。”

纳米级圣诞唱片，立体声

Nanofrazor不像一台向介质添加材料的打印机;相反，它的工作原理就像一台CNC(计算机数控)机器，在精确的位置去除材料，留下所需的形状。对于蒙娜丽莎和HCØrsted的微型图片，最终图像的定义是逐行去除聚合物，直到出现完美的灰度图像。对于业余音乐家和黑胶唱片爱好者PeterBøggild来说，切割纳米级唱片的想法是显而易见的。

“我们决定不妨尝试印制一张唱片。我们已经截取了‘RockingAroundTheChristmasTree’的片段，并像剪普通唱片一样剪掉了它——尽管如此，因为我们正在制作nanoscale，这个不能在普通转盘上播放。Nanofrazor被用作唱片切割车床-将音频信号转换为介质表面的螺旋形凹槽。在这种情况下，介质是不同的聚合物比乙烯基。

“我们甚至对音乐进行了立体声编码——横向扭曲是左声道，而深度调制包含右声道。要成为热门唱片可能太不切实际且成本太高。要读取凹槽，你需要一个相当昂贵的原子力显微镜或Nanofrazor，但它绝对可行。”

NOVO基金会资助的BIOMAG使Nanofrazor的梦想成为可能，这与削减圣诞节记录或打印名人图像无关。PeterBøggild和他的同事TimBooth和NolanLassaline另有计划。他们希望Nanofrazor能够让他们以极其精确的细节雕刻3D纳米结构，并以高速和低成本的方式完成——这是现有工具无法实现的。

“我们使用2D材料，当这些超薄材料被小心地放置在3D景观上时，它们会跟随表面的轮廓。简而言之，它们会弯曲，这是一种强大且全新的“编程”材料方式做十五年前没人相信的事情使用Nanofrazor的正确方法，”PeterBøggild说。

副教授TimBooth补充说：“我们现在可以以几乎超乎想象的速度以纳米级精度准确塑造表面，这对我们来说是一个游戏规则的改变者。我们对下一步该做什么有很多想法，并相信这台机器将显着加快新结构的原型制作。我们的主要目标是开发新型磁传感器，用于检测BIOMAG项目中活体大脑中的电流。不过，我们也期待创建精确雕刻的潜在景观，我们可以更好地控制电子波。有很多工作要做。”

博士后NolanLassaline(打破圣诞节记录的人)计划在石墨烯中制造“量子肥皂泡”。他将使用Nanofrazor探索构建纳米材料的新方法，并开发在原子级薄材料中操纵电子的新方法。

“量子肥皂泡是光滑的电子势，我们在其中添加了人为定制的紊乱。通过这样做，我们可以操纵电子在石墨烯中的流动方式。我们希望了解电子如何在工程无序势中移动，并探索这是否可以成为先进的新平台神经网络和量子信息处理，”Lassaline说。

Nanofrazor系统现在是DTUPhysicsNANOMADE独特的空气敏感二维材料和设备制造设施的一部分，也是E-MAT的一部分，E-MAT是一个更大的空气敏感纳米材料加工和制造生态系统，由DTUEnergy的NiniPryds教授领导。