The technique uses focused electron beam induced deposition (FEBID) assisted by gas jets, which sends a highly focused beam of high-energy electrons and a jet of gases to a substrate material. The process creates tiny, nanoscale-layered structures, tens of nanometers to hundreds of nanometers wide, formed one atom at a time. The nanscale allow structures made of a wide variety of materials and materials combinations, and with very high purity.
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| A heated capillary micro-nozzle is
installed on the deposition stage of a focused electron beam induced
deposition (FEBID) system, along with the test chip used for electrical
characterization of deposits for graphene interconnects. (Source: Rob Felt, Georgia Tech) |
Some different types of electron-beam AM systems are used for doing
metals AM, often for aerospace applications. Examples we've told you
about include Arcam doing work for aircraft engine maker Pratt & Whitney, and Sciaky making jet wing components for Lockheed.
The research team is led by professor Andrei Fedorov of Georgia Tech's school of mechanical engineering, whose specialties include heat transfer, combustion, and energy systems. The team envisions using the technique to make nano-electromechanical sensors and actuators, high-performance interconnect interfaces for electronic devices based on graphene and carbon nanotubes, and to design optical and magnetic materials with new properties by changing the shape and composition of their nanostructures and combining materials. "By providing truly nanoscale control of geometries, [the technique] will impact a broad range of applications in nanoelectronics and biosensing," said Fedorov in a press release.
Fedorov and his team have already demonstrated the technology, and a proof of principle for the use of thermally energized gas jets in the FEBID process. The researchers have also used the process on a variety of substrate materials, including metals, plastics, dielectrics, and semiconductors, with about two dozen deposition materials. They will use the $660,000 grant, which lasts for three years, to increase control over the process and speed up the growth of materials, while still maintaining a high aspect ratio of deposited material in the nanostructures.
"Wherever electrons strike the surface, you can grow the deposit," said Fedorov. "That provides a tool for growing complex three-dimensional structures from a variety of materials with resolution at the tens of nanometers. Electron beam induced deposition is much like inkjet printing, except that it uses electrons and precursor molecules in a vacuum chamber." Scaling up the process, in terms of increasing production volumes, will also be possible by adding electron beams and precursor jets working in parallel.
Source: http://www.designnews.com/
Traducción al español del articulo:
The research team is led by professor Andrei Fedorov of Georgia Tech's school of mechanical engineering, whose specialties include heat transfer, combustion, and energy systems. The team envisions using the technique to make nano-electromechanical sensors and actuators, high-performance interconnect interfaces for electronic devices based on graphene and carbon nanotubes, and to design optical and magnetic materials with new properties by changing the shape and composition of their nanostructures and combining materials. "By providing truly nanoscale control of geometries, [the technique] will impact a broad range of applications in nanoelectronics and biosensing," said Fedorov in a press release.
Fedorov and his team have already demonstrated the technology, and a proof of principle for the use of thermally energized gas jets in the FEBID process. The researchers have also used the process on a variety of substrate materials, including metals, plastics, dielectrics, and semiconductors, with about two dozen deposition materials. They will use the $660,000 grant, which lasts for three years, to increase control over the process and speed up the growth of materials, while still maintaining a high aspect ratio of deposited material in the nanostructures.
"Wherever electrons strike the surface, you can grow the deposit," said Fedorov. "That provides a tool for growing complex three-dimensional structures from a variety of materials with resolution at the tens of nanometers. Electron beam induced deposition is much like inkjet printing, except that it uses electrons and precursor molecules in a vacuum chamber." Scaling up the process, in terms of increasing production volumes, will also be possible by adding electron beams and precursor jets working in parallel.
Source: http://www.designnews.com/
Traducción al español del articulo:
El Instituto de Tecnología de Georgia ha hecho un estudio
verdaderamente punteros en robótica autoconfigurables y enjambres de robots. Es
también el hogar de los proyectos de investigación en additive manufacturing
(AM) , el diseño y los materiales. El último de ellos ha recibido una
subvención del Departamento de Energía para desarrollar tecnología AM a
nanoescala con una variedad de materiales.
La técnica utiliza un haz de electrones focalizado de deposición inducida (focused electron beam
induced deposition ;FEBID), asistido por
chorros de gas , lo que manda un haz altamente concentrado de electrones de
alta energía y un chorro de gas a un material de sustrato. El proceso crea
diminutas estructuras a nanoescala, capas de decenas de nanómetros hasta
cientos de nanómetros de ancho , forman un átomo a la vez. El nanscale permite
estructuras hechas de una amplia variedad de materiales y combinaciones de
materiales , y con muy alta pureza .
Una boquilla
calentada microcapilar está instalada en la etapa de deposición del haz de
electrones focalizado de sistema de deposición inducida (focused electron beam
induced deposition ; FEBID), junto con el chip de prueba utilizado para la
caracterización eléctrica de los depósitos para las interconexiones de grafeno
.
Algunos tipos diferentes de sistemas de AM de haz de
electrones se utilizan para hacer metales AM , a menudo para aplicaciones
aeroespaciales . Ejemplos que te he hablado son Arcam haciendo el trabajo para
el fabricante de motores de avión Pratt & Whitney , y la fabricación de
componentes de ala Sciaky jet de Lockheed .
El equipo de investigación está dirigido por el profesor
Andrei Fedorov de la escuela de ingeniería mecánica, cuyas especialidades son
la transferencia de calor , combustión y sistemas de energía Tecnología de
Georgia . El equipo prevé la utilización de la técnica para fabricar sensores y
actuadores , interfaces de interconexión de alto rendimiento para dispositivos
electrónicos basados en grafeno y nanotubos de carbono de electromecánicos,
diseñar materiales ópticos y magnéticos con nuevas propiedades al cambiar la forma y composición
de sus nanoestructuras y la combinación de materiales . "Al proporcionar
un control verdaderamente a nanoescala de las geometrías , [ la técnica ] tendrá un
impacto en una amplia gama de aplicaciones como nanoelectrónica y biosensores
", dijo Fedorov en un comunicado de prensa.
Fedorov y su equipo han probado ya la tecnología con una prueba
para el uso de chorros de gas térmicamente activados en el proceso FEBID . Los
investigadores también han utilizado el proceso en una variedad de materiales
de sustrato , incluyendo metales, plásticos , dieléctricos y semiconductores ,
con unas dos docenas de materiales de deposición . Usarán la concesión de 660.000$ , que tiene una duración de tres años, para aumentar el control sobre
el proceso y acelerar el crecimiento de los materiales, mientras que todavía
mantiene una alta relación de aspecto del material depositado en las
nanoestructuras.
"Dondequiera que los electrones choquen con la
superficie , puede hacer crecer el depósito ", dijo Fedorov . " Esto proporciona
una herramienta para el cultivo de las estructuras tridimensionales complejas
de una variedad de materiales con una resolución de decenas de nanómetros . La
deposición por haz de electrones inducida es muy similar a la impresión de
inyección de tinta , excepto que utiliza los electrones y las moléculas
precursoras en una cámara de vacío . " La ampliación de este proceso, en
términos de aumento de los volúmenes de producción , también será posible
mediante la adición de haces de electrones y chorros de moleculas precursoras
que trabajen en paralelo.
Fuente: http://www.designnews.com/
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