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美國與韓國研究人員利用原子層沉積(atomic layer deposition, ALD)技術結合膠帶的使用，成功地在金屬層上製作出極窄的空隙。不僅可見光與近紅外光能穿過此空隙，就連波長為毫米級的兆赫波(terahertz wave，又譯太赫茲波，頻率為1012 Hz)也能穿透過這個比波長小上數十萬倍的狹縫。此科技能讓研究人員快速製作寬僅1 nm的空隙和狹縫，因此可用來製作超快節能的奈米光學開關及微型晶片等元件，甚至是可用來診斷或探測化學物質的兆赫波感應器。
精密的圖案化技術如電子束微影(electron-beam lithography)及離子束蝕刻(ion-beam milling)常被應用於金屬與半導體上以製作空隙和狹縫，然而這些標準製程無法在金屬上製作次奈米寬的鉛直空隙。最近，美國明尼蘇達(Minnesota)大學的Sang-Hyun Oh研究團隊協同美國阿岡國家實驗室(Argonne National Laboratory)和南韓首爾(Seoul)大學等單位，研發出一種製作奈米空隙的新方法。他們先以原子層沉積法在圖案化金屬一側沉積奈米級氧化鋁薄膜，接著再覆蓋上另一金屬層。Oh指出，製作空隙並不需要動用昂貴的圖案化工具，但如何移除多餘的金屬讓空隙露出來卻是項挑戰，所幸該團隊發現借隱形膠帶(scotch tape)之助就能完成任務。
此膠帶法雖然簡單，效果卻出奇地好，不僅能產生傳統技術的研究所無法達成的超窄空隙，甚至能在空隙寬度數百萬倍的毫米範圍內保持均勻度，而且對空隙寬度的控制更可達原子級解析度。研究團隊測量了不同波長電磁波的穿透率，發現不僅可見光與近紅外光可通過此縫隙，兆赫波亦能穿透，且空隙中太赫茲波的強度增強了6x108倍。為了進行測量，研究人員在4吋晶圓上製作寬1 nm且延伸數毫米的環狀狹縫。Oh強調，唯有採用這種搭配膠帶使用的原子層沉積法，才能夠製作此類奈米空隙結構。
團隊成員Hyeong-Ryeol Park解釋，此方法使得研究人員能夠製作高效節能的奈米光學開關以及微型晶片。尤有甚者，此研究發現兆赫波在奈米空隙中的強度大幅增加，意味著可用來偵測進入隙縫的微量分子，因此兆赫波可能藉此應用於快速醫療診斷或是探測環境中有毒化學物。詳見Nature Communications｜doi:10.1038/ncomms3361。 |