金属和水如何在芯片上蚀刻令人惊叹的螺旋

有一天晚上,加州大学洛杉矶分校博士生Yilin Wong错误地将样本留下了。这是一个由锗制成的小芯片,上面放着一层金属,上面有一滴水。第二天,她注意到表面上形成了微小的点。好奇的是,她在显微镜下看着它们,以及[…]金属和水如何在Knowridge Science报告中出现的金属和水如何蚀刻出令人惊叹的螺旋。

来源:Knowridge科学报告
直径为500μm的对数螺旋形,约为缝纫针直径的一半。学分:Yilin Wong。

有一天晚上,加州大学洛杉矶分校博士生Yilin Wong错误地将样本留下了。

这是一个由锗制成的小芯片,上面放着薄层的金属,上面有一滴水。

第二天,她注意到表面上已经形成了小点。好奇,她在显微镜下看着它们,并惊呆了。

在芯片上形成了美丽的螺旋图案,像微小的艺术品一样蚀刻到表面。

这个偶然的发现导致Wong进行了激动人心的旅程。

与加州大学洛杉矶分校物理学教授Giovanni Zocchi合作,她发现数百种螺旋模式可以在一个小的锗芯片上独自形成,只有一厘米宽。

更令人惊奇的是,通过更改小细节(例如金属层的厚度),它们可能会产生不同的形状:完美的螺旋,类似花状的图案和其他对称的设计。

他们的实验涉及将锗芯片涂上10纳米的铬层和4纳米的金层。

然后,他们添加了一个温和的蚀刻溶液,让它过夜。洗涤后,他们在潮湿的环境中添加了更多解决方案,以防止其干燥。

金属层像电解电容器一样,在一两天的时间内,化学反应蚀刻了锗表面的图案。

随着反应的继续,在内部压力下的金属层开始在某些地方剥离。这种压力导致层皱纹,这些皱纹有助于塑造显微镜下看到的美丽设计。

使这一发现真正独特的是它如何结合化学和力学。

不仅仅是产生形状的化学反应 - 金属层的压力也起着很大的作用。研究人员发现,模式的类型取决于金属中的应力,其厚度以及蚀刻溶液的构成。