A mikro/nanofluidika, a mikro/nanooptika, és a mikro/nanomechanikai (MEMS/NEMS) rendszerek területén bekövetkező gyors fejlődés a lithográfiai technikák folyamatos fejlődését is megköveteli. Ez nem csak a különböző besugárzási technikák fejlesztését jelenti, hanem az új, besugárzásra érzékeny, úgynevezett rezisztanyagok felkutatását és fejlesztését is. Új rezisztanyagok bevezetésével egyre kisebb és egyre jobb minőségű mikrostruktúrák állíthatók elő, illetve a lithográfiai eljárások egyszerűbbé, megbízhatóbbá válhatnak.

A poli-dimetil-sziloxán (PDMS) a legelterjedtebben használt szilícium alapú, szerves, térhálósodó polimer. Annak ellenére, hogy számos tudományterületen (pl. mikrofluidika, nanomegmunkálás) széles körben használják, általában öntőformaként vagy kiöntő anyagként szolgál. Az elmúlt néhány évben többeknek sikerült ugyan folyékony PDMS-ből mikrostruktúrákat létrehozni, de a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes PDMS-t eddig még senkinek nem sikerült pozitív rezisztként előhívnia.

Ebben a cikkben a szerzők két előhívási módszert mutatnak be arra, hogy hogyan lehet a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes PDMS-t pozitív rezisztanyagként előhívni és mikrostruktúrákat létrehozni benne. Pozitív rezisztként történő előhíváskor a besugárzott helyeken nedveskémiai eljárással eltávolítjuk a kémiailag módosult polimert, így előre definiált, tetszőleges mintázatban kinyithatjuk a PDMS réteget. A mikrostruktúrákat 7 mm és 45 mm vastag poli-dimetil-sziloxán rétegekben hozták létre, amelyeket teljesen a hordozóig átmarattak. Az előhívott alakzatok oldalfala sima és függőleges, az átmérőjükhöz képest mély lyukak is jó minőségben kimaródtak a szubsztrátig. A cikkben bemutatott előhívási módszerek lehetővé teszik, hogy a jövőben a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes poli-dimetil-sziloxánt számos területen alkalmazzák a lithográfiában, például mikro és nanostruktúrák létrehozására.

A radioaktív ionnyalábokon végzett kísérletekben a stabil izotópoktól nagyon eltérő proton/neutron arányú atommagok vizsgálata is lehetővé vált. Ezekben az egzotikus atommagokban számos, a stabilitási sáv mentén nem tapasztalt jelenséget figyeltek meg. A magfizika egyik alapvető modellje, a héjmodell szerint az atommagot alkotó protonok és neutronok, vagyis a nukleonok energiaszinteken, pályákon helyezkednek el. A pályák csoportosulva héjakat alkotnak, amelyeket nagyobb energiaközök választanak el egymástól. Minden pályán csak bizonyos, a kvantummechanika szabályai szerint meghatározott számú proton vagy neutron tartózkodhat. Az igen nehezen gerjeszthető, a környezetüktől sokkal stabilabb atommagokban a héjak teljesen fel vannak töltve, azokon a lehetséges maximális számú proton és neutron tartózkodik.

A stabilitási sáv mentén elhelyezkedő atommagokban az energiaszintek változása jól ismert mind kísérletileg, mind elméletileg. Azonban már az első radioaktív ionnyalábos kísérletekben megfigyelték, hogy a neutrontöbblet növelésével az atommagokban a pályák energiái fokozatosan módosulnak, ami kihat az atommagok szerkezeti tulajdonságaira, azok stabilitására is. A legújabb elméleti kutatások szerint a neutrongazdag atommagokban az energiaszintek módosulását az okozza, hogy a nagy neutrontöbblet miatt a neutronok a következő főhéjon a protonokéval erősen átfedő pályán helyezkednek el. Ebben az esetben láthatóvá válik az ú.n. tenzor kölcsönhatás eredménye, amely a neutronok és protonok között hat egy töltött pion cseréjével. A pioncserés kölcsönhatás a protonok és neutronok relatív spinbeállásától függően vonzó vagy taszító, változtatva ezzel a spin partner pályák energiaközeit is.

Az MTA Atommagkutató Intézet Magfizikai Laboratóriumának Magspektroszkópiai kutatócsoportja már évtizedek óta kutatja a neutrontöbbletes atommagokat radioaktív ionnyalábos kísérletekben. A Cu-77 atommag szerkezetét a japán Radioaktív Izotóp Nyaláb Gyárban, RIKEN-ben végzett 1 proton kilökéses mérésben vizsgálták gamma-spektroszkópiai eszközökkel. Miután azonosították a Cu-77 atommag alacsonyan fekvő gerjesztett állapotait, az alkalmazott reakció szelektív jellegének köszönhetően meg tudták határozni, hogy ebben az izotópban milyen pályákon tartózkodnak a protonok és energiában hol helyezkednek el ezek a pályák. Összehasonlítva a kapott energiakülönbségeket a stabilitási sáv mentén előforduló értékekkel azt találták, hogy a legkülső spin partner pályák közötti energiakülönbség körülbelül a felére csökken a stabilitási sáv és az ettől távoli egzotikus atommagok között, ami összhangban van a tenzor erő várt hatásával.

A 22Ne(p,gamma)23Na magreakció köti össze a csillagokban történő héliumégés során nagy gyakorisággal keletkező 22Ne atommagot és az egyetlen stabil, 23-as tömegszámú nátriumizotópot. A 22Ne atommag jelentős forrása az asztrofizikai s-folyamat során keletkező neutronoknak is. A 22Ne(p,gamma) reakció felelős az oxigén- és nátriumgyakoriság között, gömbhalmazokban megfigyelt antikorrelációért. Ahhoz, hogy ezt az antikorrelációt megmagyarázzuk a 22Ne(p,gamma) reakció sebességének az ismerete alapvető. Az utóbbi évekig ez a sebesség meglehetősen nagy bizonytalansággal rendelkezett. Méréseinkkel sikerült ezt jelentősen lecsökkenteni, amikor három új rezonanciát fedeztünk fel. Azonban két kérdés még tisztázatlan maradt. Két alacsonyabb energiájú (71 keV, 105 keV) rezonanciára utaló jeleket mutattak be korábban egy indirekt mérésben, illetve a hatáskeresztmetszet direkt komponensét még senki sem mérte meg. Ebben a cikkünkben ennek a két kérdésnek jártunk utána. A LUNA együttműködés keretében egy gázcéltárgy és egy 400 kV-os, földalatti gyorsító segítségével a 71 keV-es és a 105 keV-es rezonanciák hatáskeresztmetszetére olyan alacsony felső határt sikerült megadnunk, hogy járulékuk jelentéktelenné vált asztrofizikai szempontból. A nemrezonáns komponensről pedig megállapítottuk, hogy a teljes sebességhez jelentősen, mintegy 30%-ban járul hozzá. Az új reakciósebesség felhasználásával és csillagmodellek segítségével kimutattuk a 23Na gyakoriságának növekedését. Ez jelentősen elősegítheti a Na-O antikorreláció megértését.

A mikro/nanofluidika, a mikro/nanooptika, és a mikro/nanomechanikai (MEMS/NEMS) rendszerek területén bekövetkező gyors fejlődés a lithográfiai technikák folyamatos fejlődését is megköveteli. Ez nem csak a különböző besugárzási technikák fejlesztését jelenti, hanem az új, besugárzásra érzékeny, úgynevezett rezisztanyagok felkutatását és fejlesztését is. Új rezisztanyagok bevezetésével egyre kisebb és egyre jobb minőségű mikrostruktúrák állíthatók elő, illetve a lithográfiai eljárások egyszerűbbé, megbízhatóbbá válhatnak.

A poli-dimetil-sziloxán (PDMS) a legelterjedtebben használt szilícium alapú, szerves, térhálósodó polimer. Annak ellenére, hogy számos tudományterületen (pl. mikrofluidika, nanomegmunkálás) széles körben használják, általában öntőformaként vagy kiöntő anyagként szolgál. Az elmúlt néhány évben többeknek sikerült ugyan folyékony PDMS-ből mikrostruktúrákat létrehozni, de a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes PDMS-t eddig még senkinek nem sikerült előhívnia.

Ebben a cikkben a szerzők mikrostruktúrák létrehozásán keresztül demonstrálják, hogyan lehet a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes PDMS-t negatív rezisztként előhívni, illetve vizsgálják, hogy az elkészült mikrostruktúrák hogyan állnak ellent különböző oldószereknek. Az elkészült mikrostruktúrák 45 um és 100 um magasak, sima és függőleges oldalfalak jellemzik, kemények, merevek, nagyon jól tapadnak üveg alaplemezhez és kémiailag nagyon ellenállóak. Ezek a tulajdonságok ideálissá teszik a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes poli-dimetil-sziloxánt számos területen történő lithográfiai alkalmazásra, mikro és nanostruktúrák létrehozására.

További érdekességként a cikkben említésre kerül, hogy ugyan erre az anyagra sikerült kidolgozni egy másik előhívási technikát, amivel először sikerült a PDMS-t pozitív rezisztként előhívni és alkalmazni szintén mikrostruktúrák előállítására. Mivel eddig erre nem volt ismert eljárás, ezek az eredmények is széleskörű érdeklődésre tarthatnak számot.

Kozmogén izotópokoknak nevezzük azokat az izotópokat, melyek a kozmikus sugárzás hatására képződnek a légkörben vagy a Föld felszínén. A kozmikus sugárzás Földet érő intenzitása attól is függ, hogy mekkora a Nap mágneses térerőssége. A Nap mágneses térerőssége 11 éves periodicitást mutat (ezt nevezzük Napciklusnak), ezért a kozmogén izotópok képződési intenzitása elvileg követi a Napciklust. A geokémiában gyakran használt kozmogén izotópok sok esetére már korábban kimutatták a Napciklus és a termődési ráta közötti összefüggést. A ¹⁴C, a ⁷Be, valamint a ¹⁰Be izotópokra már egyértelmű bizonyítékot szerzett a kutatótársadalom, noha ezek a kutatások nem közvetlenül a termelődést vizsgálják, hanem olyan anyagokban található izotópkoncentrációk idősorait elemezték, amelyben ezek az elemek megtalálhatóak. ¹⁴C esetén ez lehet a légköri szén-dioxid vagy faévgyűrűk, míg berillium izotópok esetén ez a légköri aeroszol. Ezen anyagok idősorait elemezve a légköri folyamatokat, valamint a Nap légkörre vonatkozó hatását lehet jobban megérteni. A hidrogén radioaktív izotópja, a trícium (³H) a természetben szintén a kozmikus sugárzás hatására jön létre a troposzféra felső rétegeiben és a sztratoszférában. 2001 óta tartó saját debreceni tríciumméréseink, valamint a Föld különböző helyeiről származó 15 másik csapadék idősort elemezve elsőként a világon sikerült kimutatnunk, hogy a csapadék kozmogén tríciumkoncentrációja és a Napciklus között egyértelmű összefüggés áll fenn. Ez korábban egyrészt azért sem volt lehetséges, mert a légköri termonukleáris fegyverkísérletek hatására a csapadék tríciumkoncentrációja 100-1000-szeresére emelkedett (ún. bombacsúcs), ami elnyomta a természetes változásokat, valamint nem volt elegendően pontos a kutatók rendelkezésére álló méréstechnika. A tríciumidősorok Fourier-elemzésével sok esetben nem csak a jól ismert szezonális periodicitást sikerült detektálnunk, hanem egy 12,4±1,8 éves periódust is, amely jól egyezük az utóbbi három Napciklus 10,6±1,8 éves átlagos hosszával. Keresztkorrelációs és különféle wavelet analízis vizsgálatok is szignifikáns periódust mutattak a 11 év körüli tartományban. Mivel azonban az ezen a viszonylag rövid időszakon (20-30 év) vizsgált azonos periódus létezése még nem bizonyítja az ok-okozati összefüggést, egyenként kizártuk azon lehetséges tényezők hatását, amelyek hatással vannak. Kizártuk, hogy ez mesterséges, a nukleáris iparból származó hatás lenne. Backward trajektóriák elemzésével kizártuk azt, hogy esetleg a légköri nedvesség uralkodó származási helye változott volna meg úgy, hogy az látszólagos periodicitást eredményezett volna. Szándékaink szerint olyan gleccsermintákon szeretnénk folytatni a kutatást, ahol a bombacsúcs előtti időkről származó jégminták tríciumtartamának elemzésekor már nem kell az emberi trícium hatásával számolni.

   A mikro/nanofluidika, a mikro/nanooptika, és a mikro/nanomechanikai (MEMS/NEMS) rendszerek területén bekövetkező gyors fejlődés a lithográfiai technikák folyamatos fejlődését is megköveteli. Ez nem csak a különböző besugárzási technikák fejlesztését jelenti, hanem az új, besugárzásra érzékeny, úgynevezett rezisztanyagok felkutatását és fejlesztését is. Új rezisztanyagok bevezetésével egyre kisebb és egyre jobb minőségű mikrostruktúrák állíthatók elő, illetve a lithográfiai eljárások egyszerűbbé, megbízhatóbbá válhatnak.

  A poli-dimetil-sziloxán (PDMS) a legelterjedtebben használt szilícium alapú, szerves, térhálósodó polimer. Annak ellenére, hogy számos tudományterületen (pl. mikrofluidika, nanomegmunkálás) széles körben használják, általában öntőformaként vagy kiöntő anyagként szolgál. Az elmúlt néhány évben többeknek sikerült ugyan folyékony PDMS-ből mikrostruktúrákat létrehozni, de a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes PDMS-t eddig még senkinek nem sikerült pozitív rezisztként előhívnia.

   Ebben a cikkben a szerzők két előhívási módszert mutatnak be arra, hogy hogyan lehet a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes PDMS-t pozitív rezisztanyagként előhívni és mikrostruktúrákat létrehozni benne. Pozitív rezisztként történő előhíváskor a besugárzott helyeken nedveskémiai eljárással eltávolítjuk a kémiailag módosult polimert, így előre definiált, tetszőleges mintázatban kinyithatjuk a PDMS réteget. A mikrostruktúrákat 7 mm és 45 mm vastag poli-dimetil-sziloxán rétegekben hozták létre, amelyeket teljesen a hordozóig átmarattak. Az előhívott alakzatok oldalfala sima és függőleges, az átmérőjükhöz képest mély lyukak is jó minőségben kimaródtak a szubsztrátig. A cikkben bemutatott előhívási módszerek lehetővé teszik, hogy a jövőben a szilárd, térhálósodott, adalék-mentes poli-dimetil-sziloxánt számos területen alkalmazzák a lithográfiában, például mikro és nanostruktúrák létrehozására.