SZENZOROK ÉS MIKROÁRAMKÖRÖK

Átírás

1 SZENZOROK ÉS MIKROÁRAMKÖRÖK 22. ELŐADÁS: NANOTECHNOLÓGIA ÉS ÉRZÉKELŐK I: BEVEZETÉS A NANOTECHNOLÓGIÁBA 2015/ félév 1

2 AJÁNLOTT IRODALOM: NANOTECHNOLÓGIA Mojzes Imre, Molnár László Milán: Nanotechnológia, Műegyetemi Kiadó, 2007 Az első magyar nyelvű, egyetemi oktatási célra készült összefoglaló könyv! könyvünket elsősorban a műszaki és természettudományos egyetemistáknak, PhD-hallgatóknak szánjuk. Példáink elsősorban az ő alapismereteire épülnek, megmutatva a szerves és élő világ fontos alkalmazásai közül néhányat. 2

3 AJÁNLOTT IRODALOM: NANOTECHNOLÓGIA Magyar Tudomány 2003 (9) Nanotechnológia tematikai szám, szerk. Gyulai József. Letölthető (!) cikkenként: Az érzékelőkhöz ajánlott elolvasni (ugyanitt): Bársony István: Mikrogépészeti eljárásokkal a nanotechnológia felé, old. 3

4 NANOTUDOMÁNY ÉS NANOTECHNOLÓGIA Mi a nanotudomány/nanotechnológia? Igen kisméretű, nagyjából 1 nm és 100 nm közötti méretű objektumok, az ezen a skálán végbenő jelenségek és folyamatok vizsgálata, feltárása, az objektumok és szerkezetek előállítása és alkalmazása. Rohamosan fejlődő, interdisziplináris terület, mely többek között magában foglal fizikát kémiát NANO biológiát technológiát anyagtudományt elektronikát, stb. 4

5 MIKROTECHNOLÓGIA Az elmúlt 50 évben az elképesztő miniatürizálás az elmúlt években kifejlesztett és iparilag alkalmazott mikrotechnológiának köszönhető. A mikrotechnológia ma éli virágkorát, és az elektronika, azon belül az informatika döbbenetes fejlődését hozta magával. Létét a mikroszkópnak köszönheti, és legfontosabb gyártási eszköze, mely egyben az előállított eszközök legkisebb karakterisztikus méretét meghatározza, a fotolitográfiás eljárás, amikor is vékony rétegeken, elsősorban félvezetőkön, azon belül is a szilícium egykristály felületén az eszközök alapjául szolgáló struktúrákat alakítanak ki lényegében a fényképezés segítségével. Néhány négyzetmilliméter felületen tranzisztorok ezreit, sőt millióit lehet ily módon felépíteni. A döntő szempont, hogy ezen összetett rendszerek tömeggyártásban készülnek, olcsók és rendkívül megbízhatóan működnek. 5

6 TECHNOLÓGIAI MÉRETSKÁLÁK mm-es technológia: m-es technológia: nm-es technológia: mili technológia mikrotechnológia nanotechnológia Általánosan elfogadott határ a mikro- és nanotechnológia között: jellemző méret 0,1 m (100 nm) A félvezető (IC) technológia (tömeggyártás!) már ban átlépte ezt a küszöböt. Szenzorok: jelenleg folyik a behatolás a nanovilágba! 6

7 A NANOVILÁG FELÉ 7

8 MM-ES TECHNOLÓGIA, FINOMMECHANIKA Kb évvel ezelőtt élte világkorát a finommechanika, mely a maga korában a csúcstechnológiát jelentette. Az órásmesterek, ötvösök csipeszek, és nagyítók segítségével állítottak elő, a kor csúcstechnológiáját jelentő szerkezeteket; pl.: órákat, zenélő-mozgó szerkezeteket, programvezérelt robotokat. Az előállított termékek érdekességei, hogy egyediek, kézi gyártmányúak, és a gyártó mester kézügyességén múlott a pontossága, megbízhatósága, mivel komoly megmunkáló gépekkel nem rendelkeztek ekkor még. A finommechanika a millitechnológia korszaka volt. A fennmaradt eszközök precizitása a mai szemmel is bámulatos megoldásokat, és megmunkálásokat hordoz. 8

9 A világ technikai forradalmának kulcseleme: a számítástechnikában csúcsosodó mikroelektronika, annak a miniatűrizációja húzta az összes ipart MIKROTECHNOLÓGIA ÉS MIKROELEKTRONIKA Moore szabály 9

10 MOORE SZABÁLY G. Moore (Fairchild/Intel) 1960-as években fogalmazta meg: 90/130 nm csomópont Jellemző méretek 1,8-2 évente feleződnek 10

11 MOORE SZABÁLY Logic technology node and transistor gate length versus calendar year. Note mainstream Si technology is nanotechnology.

12

13

14 TECHNOLÓGIÁK AZ INTELNÉL Minden második évben új technológiát vezettek be 1989 óta

15 GATE OXID MÉRETCSÖKKENÉSE 50 nm

16 A TECHNIKAI FEJLŐDÉS Minden új technológia jellemzője: ~ 0,7x minimális csíkszélesség ~ 2,0x tranzisztor sűrűség ~ 1,5x tranzisztor kapcsolási sebesség Csökkent chip teljesítmény Csökkent chip költség

17 90 NM-ES PROCESS JELLEMZŐI Nagy sebesség, alacsony fogyasztású tranzisztorok 1,2 nm gate oxid 50 nm gate hossz Feszített szilícium technológia Gyorsabb, sűrűbb összeköttetések 7 réz réteg Új low-k dielektrikum Alacsony chip költség 1,0 μm 2 -es SRAM memória cella méret 300 mm-es szelet

18 90 NEM-ES TRANZISZTOR

19 90 NM TECHNOLÓGIA GATE OXIDJA 1,2 nm SiO2 A gate oxid kevesebb, mint 5 atomi réteg vastag

20 A TRANZISZTOR ÁRAMÁNAK NÖVELÉSE Fully-silicated (FUSI, teljesen, a gate aljáig átszilicidált) és fém gate ( dual gate ) Gate oxid vastagságának csökkentése 2 nm alatt nagy szivárgás a SiO 2 ben nagy ϵ (high k) anyagok (hafnium és cirkónium oxid) Mozgékonyság növelése a csatornában Feszített szilícium struktúrák

21 FESZÍTETT SZILÍCIUM TRANZISZTOR

22 FESZÍTETT SZILÍCIUM TECHNOLÓGIA Strain-relaxed buffer (SRB) technológia: Si hordozóra SiGe réteg növesztése A Ge atomok több helyet foglalnak ~10 nm-es Si réteg növesztése igazodik a SiGe rácsához A felső Si réteg feszített, így nagyobb a mozgékonyság Kísérleti eredmények 20%-os növekedést mutatnak

23 FESZÍTETT SZILÍCIUM TRANZISZTOR Feszített struktúra előnyei A feszített rács növeli az elektron és lyuk mozgékonyságot A nagyobb mozgékonyság 10-20%-on növekedést eredményez a tranzisztor meghajtó áramában Mind az NMOS, mind a PMOS tranzisztort javítja Feszített szilícium eljárás Az Intel egyedi gyártástechnológiája Nem hátrányos a csatornarövidülés hatásra vagy a szivárgásra A hozzáadott folyamat lépések a teljes folyamat költségét ~2%-kal növelik

24 FESZÍTETT SZILÍCIUM TRANZISZTOR Hátrányok A Ge termikus ellenállása nagyobb, mint a Si-é SOI-hez hasonló melegedési problémák A víz oldja a germánium-oxidot Az SRB technológia diszlokációkat okoz, melyek a feszített rétegbe vándorolva befolyásolja a csatorna szivárgást és a kihozatalt

25 90 NEM-ES TECHNOLÓGIA ÖSSZEKÖTTETÉSEI 7 rétegű réz összeköttetések 1 réteggel több, mint a 0,13 μm-es technológiánál Az extra rétegek költséghatékony fejlődést nyújtanak a logikai sűrűségben Új low-k dielektrikum bevezetése a vezetékvezeték kapacitást csökkenti Szén adalékolt oxid (CDO) dielektrikum 18%-kal lecsökkenti a kapacitást a 0,13 μm-es technológiánál alkalmazott SiOF dielektrikumhoz képest A csökkent kapacitás növeli a chipen belüli kommunikáció sebességét és csökkenti a fogyasztást

26 90 NEM-ES TECHNOLÓGIA ÖSSZEKÖTTETÉSEI

27 PLANÁR CMOS TRANZISZTOROK MÉRETCSÖKKENÉSE

28 ÚJ ANYAGOK MEGNÖVELIK A 90 NM-ES TECHNOLÓGIA TELJESÍTMÉNYÉT

29 HIGH-K GATE DIELEKTIKUMOK A high-k dielektrikum nagyobb kapacitást és kisebb szivárgást biztosít

30 TRI-GATE ARCHITEKTÚRA: MINTA A JÖVŐRE

31 MÁSIK NANO KONCEPCIÓ: III-V FÉLVEZETŐ TRAZISZTOROK Multi-epitaxiális réteg struktúra vegyület félvezetőknél

32 FÉLVEZETŐ LEHETŐSÉGEK ÉS KORLÁTOK A FET struktúrák mérete 11 nm-re fog csökkent re A chipen belüli összeköttetések fordítva skálázódnak nagyobb méretek szükségesek a nagyobb sűrűség és órasebesség miatt A fő korlátot a teljesítmény disszipáció (1E-21J átkapcsoló kapunként) és szivárgó áram (in-state és out-state esetben is) okozza A jelenlegi technológiák teljesítménye nem fog jelentősen növekedni Az igazi teljesítménynövekedést új technológiák beintegrálása a CMOS technológiába hozhat

33 NANOESZKÖZÖK KÉPESSÉGEI ÉS KORLÁTAI Az új eszközök új lehetőségeket nyújtanak: Nagyobb sűrűség elvileg 1e12 cm -2 Új sávtervezett struktúrák, mint a Si nanovezeték nanolézer és a Si alapú félvezető heterostruktúrák a megnövelt mozgékonyságért és alacsonyabb teljesítményért Megnövelt hordozó mozgékonyság a lecsökkentett szóródás és kvantum confinement miatt De a nanoméretű eszközöknek korlátai is vannak: Nagyobb tulajdonság ingadozás az intrinsic processzek ingadozásai miatt Nagyobb hibaszázalékok az alacsonyabb szennyeződés követelmények és heterointegráció miatt Ismeretlen megbízhatósági hibamodellek Nem alkalmas monolitikai gyártásra Alacsony technológiai integráció a CMOS-szal A méretcsökkentés nem céloz meg fontos analóg eszköz és áramkör igényeket

34 NANOTECHNOLÓGIA Nanos görögül törpét jelent. Egy nanométer a méter egymilliárdnyi (10-9 -ed) része. A néhányszor tíz nanométer nagyságú fém és félvezető nanorészecskéket a kémikusok és a fizikusok már közel száz éve tanulmányozzák. Mivel az atomok átmérője tized nanométer, a molekuláké pedig nanométer nagyságrendű, így a kémia mindig is nanokémia volt, az atom- és molekulafizikát illetve a mezoszkopikus fizikát pedig nanofizikának is nevezhetnénk. A közelmúltig csak nanorészecske sokaságot és azt is csak statisztikai módszerekkel lehetett kísérlet tárgyává tenni. 34

35 NANOMÉRETES ESZKÖZÖK NANOTECHNOLÓGIA Minden olyan eszköz, amelynek jellemző hossza a nm tartományába esik. Nanotechnology - összefoglalóan a nm-es eszközökkel foglalkozó tudományágak angol elnevezése (benne van az elmélet, előállítás, alkalmazás is). Nanotechnológia - magyar terminológia, nm-es eszköz előállítási technológiája

36 NANOMÉRETES ESZKÖZÖK NANOTECHNOLÓGIA A betegségeink jelentős hányadát előidéző baktériumok jellemző méretei az 1-10 mikronos tartományba esnek. Ezt a méretet azért érdemes megjegyezni, mert a baktériumok többé-kevésbé "szabadon" közlekednek az élőlények testében. Ez az állítás fokozottan igaz a mikronnál kisebb objektumokra, az úgynevezett nanoobjektumokra. Egy nanométer ezerszer kisebb, mint a mikron, azaz egy baktérium egy nanométeres szeletre szeletelhető.

37 MÉRETARÁNYOK 37

38 MÉRETARÁNYOK: AZ EMBERTŐL A NANOMÉTERIG 38

39 NANOTECHNOLÓGIA: DEFINICÍÓ Nanotechnology is engineering of matter on the sub-100 nm scale, with the result of new components with novel properties. Új tulajdonság: 39

40 AZ ARANY MINDIG ARANY? Cutting down a cube of gold If you have a cube of pure gold and cut it, what color would the pieces be? Now you cut those pieces. What color will each of the pieces be? If you keep doing this - cutting each block in half - will the pieces of gold always look gold? 40

41 NANOARANY Az arany nm-es méretre darabolva már nem aranyszínű, hanem VÖRÖS! Sőt a méretettől függően vörös, kék, sárga, és más színűnek is látszanak. Oka: különböző vastagságú anyag-részecskék máskép nyelik el, illetve verik vissza a fényt. 12 nm-es aranyrészecskék vörösnek látszanak Más méreteknél a színük is más 41

42 NANOTECHNOLÓGIA KEZDETEI Az 1980-as és 1990-es években a nanokémia és nanofizika megkezdhette az egyedi nanorészecskék és egyedi molekulák világának birtokba vételét, mivel újfajta mikroszkópok és eljárások egész sora jelent meg. A pásztázó alagútmikroszkópok (Scanning Tunneling Microscope -STM) és az atomerő mikroszkópok (Atomic Force Microscope - AFM) már nem csak bepillantást engednek ebbe a világba, hanem kialakulóban vannak eljárások az anyag nanométeres finomságú megmunkálására is. Évről évre új mérési eljárások és műszerek, valamint új megmunkáló-gépek születnek, új nanotechnológiai laboratóriumok épülnek. 42

43 A NANOTECHNOLÓGIA SZÜLETÉSE A nanotechnológia születése kapcsán szokás Richard P. Feynman híres, 1959-es előadását idézni: There's Plenty of Room at the Bottom, An Invitation to Enter a New Field of Physics (Bőven van hely lefelé. Kedvcsináló a fizika új területének feltárására). Kivételes előrelátásra, vízióra vall, hogy még az integrált áramkörök megjelenése előtt, immár bő negyven éve megnevezte a méretek csökkentésének, azaz az integrációnak fő hajtóerejét: "Az információ nem terjedhet a fénysebességnél gyorsabban, így ahhoz, hogy számítógépeink egyre gyorsabban és precízebben működhessenek, egyre kisebb méretűekké kell válniuk. 43

44 A NANOTECHNOLÓGIA Richard P. Feynman Nobel-díjas tudós: egy napon a tudomány segítségével képesek leszünk egy enciklopédia tartalmát egyetlen tűhegyre felírni első tudományos közlemény a témában a Proceedings of the National Academy of Sciences című folyóiratban az IBM kutatói (IBM Almaden Research Laboratory, San Jose, California), pásztázó alagút mikroszkóp segítségével 35 xenon (Xe) atomot helyeztek el egy -270 C-ra hűtött felületre úgy, hogy az IBM betűit formálták meg Ma különleges anyagokkal (mint pl. a fullerén - C 60 ) és speciális eljárásokkal parányi motorokat, eszközöket és a jóslathoz kapcsolódóan miniatűr, 10-9 m nagyságrendű betűket is képesek vagyunk készíteni

45 STM Az STM mint nano szerszám 45

46 A PÁSZTÁZÓ ALAGÚT MIKROSZKÓP Scanning Tunnelig Microscope, STM 1980-as években kifejlesztett technika. Működési elv: ún. alagútáram, amely akkor folyik, ha egy hegyes tű legalább 1 nm távolságra megközelít egy elektromosan vezető felületet. A tű végigpásztázza a felületet, az STM elektronikája mindig úgy mozdítja el, hogy az alagútáram, (és így tulajdonképpen a felület és a tű távolsága) állandó maradjon. A felület pontos lekövetése rögzíthető és ábrázolható úgy, mint a felület domborzati képe

47 SCANNING TUNNELING MICROSCOPY A pásztázó alagút(áram)mikroszkóp (Scanning Tunneling Microscopy, STM) az a nyolcvanas években Gerd Binnig és Heinrich Rohrer által kifejlesztett tecnika, amely lehetővé teszi, hogy szilárd felületekről addig soha nem látott felbontással készítsünk képeket. Az STM működésének alapja egy úgynevezett alagútáram, amely akkor folyik, ha egy hegyes tű legalább 1 nanométer távolságra megközelít egy elektromosan vezető felületet. A hegyes tűt egy piezoelektromos rúd végére szereljük, így parányi elmozdulása elektronikusan vezérelhető. Mialatt végigpásztázza a felületet, az STM elektronikája mindig úgy mozdítja el, hogy az alagútáram, és így tulajdonképpen a felület és a tű távolsága állandó maradjon. 47

48 Scanning probe microscopes, developed in the 1980s, give us a new way to see at the nanoscale We can now see really small things, like atoms, and move them too This is about how big atoms are compared with the tip of the microscope 48

49 STM A hegyes tűt egy piezoelektromos rúd végére szereljük, így parányi elmozdulása elektronikusan vezérelhető. Mialatt végigpásztázza a felületet, az STM elektronikája mindig úgy mozdítja el, hogy az alagútáram, és így tulajdonképpen a felület és a tű távolsága állandó maradjon. 49

50 STM A mozgató rendszer piezokristályok segítségével van kialakítva. A detektáló rendszer a mérőrugó elmozdulását letapogató, lézer fény visszaverődést érzékelő elektronikából áll. A felszínhez közelítve a tűre először vonzó erő hat, ami taszítóvá válik - kellően közel kerülve a mintához. Ha ábrázoljuk az erő változását a távolság függvényében, akkor láthatjuk, hogy először a tű és a felület között fellépő erők vonzó erők, amelyek közelítve a mintához taszítóvá válnak. 50

51 STM Ahol az erőgörbe a tengelyt metszi, ott éri el a tű a felületet. Ha a rugó a felszín felett haladva a változó erők hatására elhajlik, a visszacsatoló elektronika úgy módosítja a piezokristály z irányú deformációját, hogy a rugó az eredeti állapotába visszatérjen. (A visszacsatoló elektronika gyorsasága felső határt szab a pásztázási frekvenciának.) Ezáltal felvehető a z irányú piezo-feszültség V z (x,y) függvénye, ami megfelel a felület topográfiájának, feltéve, hogy a tűre ható erő csak a tű és a felszín közötti távolságtól függ (az esetek nagy részében ez fennáll) 51

52 SCANNING TUNNELING MICROSCOPE 52

53 STM FELVÉTELEK Pásztázó alagút mikroszkóppal készített felvételek során a felület pontos lekövetése rögzíthető és ábrázolható úgy, mint a felület domborzati képe az egyes atomok felülete egymástól 53 megkülönböztethető, és láthatóvá tehető.

54 A NANOVILÁG FELÉ VIZUÁLIS OPTIKAI MIKROSZKÓP SZÓRÁS(RÖN TGEN, ELEKTRON, NEUTRON) KÖZELI TÉR MIKROSZKÓP AFM, STM 54

55 A NANOTECHNOLÓGIA DEFINÍCIÓJA A nanotechnológia funkcionális anyagok, eszközök és rendszerek előállítása az anyagok nanométeres skálán való kontrollja útján, valamint azon új (fizikai, kémiai, biológiai) jelenségek kihasználása amelyek ezen mérettartományban fellépnek. Ha azt kérdeznék, hogy a tudomány és technológia mely területétől várhatók a legnagyobb valószínűséggel a holnap áttörései, én a nanoméretek tudományára és technológiájára szavaznék. Neil Lane 55

56 A NANOTECHNOLÓGIA ALKALMAZÁSI TERÜLETEI Nanoelektronika (áramköri és összekötő elemek, adattárolás) Nanooptika Képernyők Szenzorika Kompozit anyagok, nanorészecskék Biomedicinális alkalmazások Energia és környezet Textiliák, stb. Űrkutatás és alkalmazásai 56

57 ÚT A NANONTECHNOLÓGIÁHOZ Szerkezeti méretek Méretcsökkenés, multidiszciplinaritás, integráció Fizika Elektronika TOP DOWN Biológia Sejtbiológia Kémia Molekuláris biológia Kvantum hatások Funkcionális molekula-tervezés Komplex vegyészet Elektrotechnika Mikroelektronika Anyagmérnökség Szupramolekuláris kémia Nanotechnológiai alkalmazások Elektronikus és fotonikai eszközök, érzékelők, biochipek Biológiai elvek, fizikai jelenségek és kémiai tulajdonságok integrált kiaknázása BOTTOM UP 57

58 MIÉRT MÁS A NANOMÉRETEK VILÁGA? 58

59 MŰKÖDÉSI ELVEK MIKRO- ÉS NANOSKÁLÁN Micro- and Nano-scale physics may behave differently in macro-scale world, e.g. Sticking effect, surface tension, quantum tunneling effect Surface effects are playing more important roles in the operational physics of micro- and nano-structures and devices Felületi és tömbben lévő atomok aránya 1 cm 3, 1 m 3 és 1 nm 3 kocka esetén (atomok távolsága ~ 0,25 nm): 1 cm 3 : (6x(4x10 7 ) 2 )/(4x10 7 ) 3 =1,5x m 3 : ~(6x )/(4000) 3 =0, nm 3 : (64-8)/64=0,875

60 A KIS MÉRETEK HATÁSA Felület m 2 F x 2 Térfogat m 3 V x 3 Súly N G V x 3 F/V 1/x x - hosszméret 60

61 A MÉRETCSÖKKENTÉS HATÁSAI A mikro-mechanikai eszközökben az arányos méretcsökkentés révén várható előnyök: a rezonancia frekvencia, az elérhető elektromos tér, a termikus válaszidő, a folyadék-mechanika (Reynolds szám levegőben ) vonatkozásában. 61

62 PÉLDÁK AZ ÁLLATVILÁGBÓL: A MÉRETEK HATÁSA A KONSTRUKCIÓRA 62

63 A MÉRETEK HATÁSA A SZÁRNYFREKVECIÁRA A TERMÉSZETBEN 63

64 A MÉRETEK HATÁSA A SZÁRNYFREKVECIÁRA A TERMÉSZETBEN Fizikai modell: f m -1/2 L -3/2 64

65 A KIS MÉRETEK KÖVETKEZMÉNYEI 1. A lineáris méretek csökkenésével a térfogat, és ezzel együtt a tömeg/súly is a harmadik hatvánnyal csökken. Emiatt pl. a finommechanikában, vagy akár a mikromechanikában az objektum vagy eszköz súlyából eredő erőhatásokra nem kell méretezni. 2. A lineáris méretek csökkentésével a felület négyzetesen, azaz a térfogathoz képest egy hatványkitevővel kisebb mértékben csökken. Tehát a kisebb objektum, eszköz vagy szerkezet viszonylag nagy felületű lesz. Ennek egyik következménye, hogy egy kisebb szerkezet relatíve nagyobb teljesítményekre képes, mivel a relatíve nagyobb felület miatt jobbak a hűtési viszonyok. A másik, még fontosabb következmény, hogy megnő, illetve dominánssá válnak a felületi hatások. 65

66 A KIS MÉRETEK KÖVETKEZMÉNYEI 3. A lineáris méretek csökkenésével a rendszer sajátfrekvenciája növekszik. Ez azt jelenti, hogy kisebb rendszer gyorsabb működésre képes. 4. A lineáris méretek csökkenésével a kapacitások (elektromos-, hő-) is csökkennek. Ennek következménye szintén a gyorsabb működés. 5. A lineáris méretek csökkenésével eddig figyelmen kívül hagyott fizikai törvények kerülnek előtérbe. Pl. felületi feszültség, vagy kvantummechanikai (méret-) hatások. 1. Milyen nanoszerkezeteket tudunk előállítani? 2. Milyen nanoszerkezetek léteznek a természetben? 66

67 SZÉN NANOCSÖVEK Az új technológiákkal bámulatos szerkezeteket, mint pl. szén nanocsöveket lehetett létrehozni. 100x erősebb mint az acél, és igen rugalmas. Pl. gépkocsi lökhárító anyagába integrálva megnöveli a szilárdságát és a rugalmasságát 67

68 C60 MOLEKULA (FULLERÉN) Rendkívüli szilárdság a kötésszerkezetéből és a futballlabda alakból kifolyólag. Lehetséges alkalmazás mint kapszula gyógyszeradagolásnál. Áthatol a sejtek falán. Kémiailag semleges (véráramban káros hatások nélkül mozoghat). 68

69 NANOSZERKEZETEK LÉTREHOZÁSA 69

70 GYÁRTÁSI MÓDOK Atomonként való összeszerelés. Atomok egyenkénti mozgatása és pozicionálása, STM-el illetve AFM-el. Felesleges anyagrészek (atomok) eltávolítása (mint pl. ahogy a szobrász vagy a vésnök dolgozik). Önszerveződésen alapuló technológia. Megfelelő körülmények létrehozása mellett végbemenő fizikai és kémiai folyamatokkal. A természet ezt alkalmazza. 70

71 71