Chemické procesy iniciované nárazem elektronu v nanolitografické metodě FEBID a jejich popis pomocí teorie elektronového rozptylu

0495137 - ÚFCH JH 2019 RIV CZ cze J - Journal Article
Čársky, Petr - Čurík, Roman
Chemické procesy iniciované nárazem elektronu v nanolitografické metodě FEBID a jejich popis pomocí teorie elektronového rozptylu.
[Electron Beam Induced Chemical Processes in the Nanolithographic Method FEBID and Their Description by Means of the Electron Scattering Theory.]
Chemické listy. Roč. 112, č. 10 (2018), s. 678-682. ISSN 0009-2770. E-ISSN 1213-7103
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA18-02098S
Institutional support: RVO:61388955
Keywords : electron beam induced chemistry * nanolithography * metal-ligand bond fission
OECD category: Physical chemistry
Impact factor: 0.311, year: 2018

Profesor Rudolf Zahradník společně s profesorem Jaroslavem Kouteckým vytvořili základ toho, co se dá nazvat „českou školou kvantové chemie“. Jejich pionýrské výpočty na mechanických kalkulačkách před více než 55 lety znamenaly počátek, po kterém jejich žáci a následovníci pokračovali v tvorbě kvantové chemie jako užitečného nástroje výzkumu v mnoha oblastech chemie. My chceme v tomto článku ukázat na jednu takovou oblast, a to na novou nanotechnologii, ve které je součinnost experimentu a kvantové teorie obzvláště významná. Jde o metodu nanolitografie pro tvorbu nanostruktur na povrchu substrátu, zvanou FEBID (focused electron beam induced deposition). Omezili jsme citace jen na několik přehledných referátů z poslední doby, ve kterých jsou odkazy na literaturu z předchozích let. Níže popíšeme princip této metody, možnosti jejího využití a její přednosti vůči doposud používaným metodám nanolitografie. Ukážeme, že metoda má solidní teoretický základ, avšak že možnosti numerické realizace jsou stále nedostatečné pro objasnění rozpadu komplexních sloučenin nárazem elektronu. Je to způsobeno tím, že pro popis srážek elektronu s molekulami je třeba použít kvantovou teorii elektronového rozptylu, což je složitější a výpočtově náročnější než kvantověchemické výpočty. Zmíníme se o současném
stavu aplikací teorie rozptylu pro potřeby nanolitografie a naznačíme, kudy by se měl další vývoj ubírat. Zmíníme se i o tom, že pokrok v této oblasti má i obecnější význam pro chemii. Chemické reakce iniciované nárazem elektronu probíhají nejen v kosmu, ale jsou důležitou součástí atmosférických a pozemských jevů, abychom jmenovali alespoň princip hmotové spektroskopie a poškození DNA vlivem záření o vysoké energii.


This paper is dealing with the focused electron beam
induced deposition (FEBID), a nanolithographic method
used for fabrication of devices for nanoelectronics, na-
nosensors, and other types of nanotechnologies. Funda-
mentals, merits, limitations, present and potential applica-
tions of FEBID are discussed. Electron beam induced
chemistry is a complicated process including several reac-
tion channels. So far this complexity does not allow to
develop a detailed understanding of the microscopic for-
mation of deposits. Therefore, the development of theoreti-
cal models represents a topical task to interpret and supple-
ment the available experimental data, and, ideally, to pre-
dict optimum parameters for the FEBID nanofabrication.
For FEBID, the electron scattering theory can be applied
as a proper and rigorous theoretical tool. We present an
attempt to show how it can be used to evaluate cross sec-
tions for dissociative electron attachment – an important
channel in decomposition of FEBID precursors by electron
impact.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0288149