Nanofabricarea utilizează procese cu valoare adăugată pentru a controla structurile materialelor, componentele, dispozitivele și sistemele la scară nanometrică pentru producție reproductibilă la scară comercială. Este puntea esențială între descoperirile nanoștiinței și produsele nanotehnologice din lumea reală. În ultimii ani, tehnologia fasciculului ionic a găsit aplicații largi în fabricație de nano precizie sau la scară nanometrică. Tehnologiile de nanofabricare cu fascicul de ioni (Ion beam nanomanufacturing = IBNM) constau în principal din patru abordări: imagistica indusă de ioni, îndepărtarea prin frezare cu ioni, depunerea indusă de ioni și implantarea sau modificarea cu ioni, care sunt de obicei efectuate sub un flux de ioni accelerați prin mijloace electrice. Materiale versatile pot fi procesate prin IBNM, cum ar fi diamantul, metalele, filmele subțiri, polimerii și semiconductorii.

Pe baza dimensiunii unei surse de fascicul ionic, tehnologiile IBNM pot fi clasificate în două grupe principale: tehnologia fasciculului ionic focalizat (focused ion beam = FIB) și tehnologia fasciculului larg. FIB a devenit una dintre cele mai importante tehnologii de nanofabricare. A fost utilizată pe scară largă pentru a fabrica nano-dispozitive și nano-componente, cum ar fi dispozitive nano-optice, pregătirea probelor TEM și micro-unelte cu muchii de tăiere nanometrice. Pe de altă parte, tehnologia fasciculului larg a fost aplicată pe scară largă în producția de nano-acuratețe. De exemplu, o tehnologie tipică cu fascicul larg poate fabrica suprafețe ultra-netede cu o rugozitate a suprafeței de 0,2 nm în rms prin ionii de argon cu energie scăzută.

Această carte va prezenta în mod cuprinzător provocările întâlnite în IBNM, precum și evoluțiile sale recente. Conținutul este axat în principal pe principiile de lucru, tehnologiile și aplicațiile producției cu fascicul ionic. Capitolul 34, „▶Noutățile pentru nanofabricarea folosind Ion BeamTechnology” prezintă dezvoltarea și caracteristicile nanofabricației cu fascicul de ioni. Capitolul 35, „▶Instrumente cu fascicul ionic utilizate pentru nanofabricare” ilustrează componente tipice ale sistemului FIB, instrumente FIB nou dezvoltate și instrumente cu fascicul larg pentru sistemele de gravare/depunere/implantare IB.

Unele tehnologii de nanofabricare nou dezvoltate care implică abordarea cu fascicul larg au fost introduse în următoarele trei capitole. Capitolul 36, „▶Tehnologia Ion Beam Figuring” discută evoluțiile Ion Beam Figuring (IBF) și provocările sale, inclusiv figurarea suprafeței optice cu gradient mare, efectele termice și figurarea suprafețelor super netede. Capitolul 41, „▶Nanofabricarea pe bază de plasmă sub presiune atmosferică” discută câteva tehnici eficiente de finisare, cum ar fi nanofabricarea pe bază de plasmă sub presiune atmosferică. Este capabilă să genereze o suprafață netedă fără a introduce daune subsuprafață. Mai mult, modul de fabricare a suprafețelor complexe ultra-netede pe materiale fragile cu precizie ridicată și eficiență înaltă a fost un subiect important în nanofabricație. Un nou proces cunoscut sub numele de Nano Machining of Ion Implanted Materials (NiIM) care folosește modificarea suprafeței de implantare ionică pentru fabricarea materialelor monocristaline fragile este discutat pe larg în Capitolul 38, „▶Tăierea nanometrică a suprafețelor cristaline modificate prin implantare ionică”.

Capitolele rămase explorează dezvoltarea tehnicilor FIB și aplicațiile acestora. Capitolul 37, „▶Tehnologia de nanofabricare cu fascicul de ioni focalizat” arată evoluțiile implicate în nanofabricarea folosind fascicule de ioni focalizate. Capitolul 39, „▶Fabricarea de microunelte prin tehnologia Focused Ion Beam” introduce ascuțirea sculelor de microprelucrare cu muchii de tăiere nanometrice și configurații complexe dezvoltate de nanofabricarea FIB. În capitolul 40, „▶ Electrozi Nano-gap dezvoltați folosind Tehnologia Focused Ion Beam”, sunt discutate în detaliu mai multe tehnici bazate pe gravarea FIB fără mască pentru a fabrica electrozi nano-gap pentru măsurarea transportului de electroni în obiecte la scară nanometrică.

Se dorește ca această carte să stimuleze și să promoveze cercetarea și dezvoltarea ulterioară și aplicațiile nanofabricației cu fascicule ionice. Cartea poate fi folosită ca text sau carte de referință atât pentru studenți, absolvenți, cât și pentru cercetători din domenii legate de nanofabricare.