美国耶鲁大学的研究人员通过对大块金属玻璃的研究，开发了一种新型纳米器件制造工艺，将给应用范围覆盖从计算机内存到医学生物传感器等广阔范围的纳米器件的制造带来革命性变化。这种大块金属玻璃材料晶化后将作为铸模，对未晶化的同种大块金属玻璃进行冲压，成品拥有纳米级精度，比硅或钢铁强度更高、更加耐用。

 

高密度纳米级计算及芯片的制造中，性价比高且便于管理的工艺主要为简单的冲压或浇注，如制造CD 和DVD 的制造工艺。然而要实现纳米级制造，“印章”或“主模”的精度就必须达到纳米级。硅基铸模拥有比较好的精度，但是不耐用；金属强度更高，但是内部结构中的粒度太大，却达不到纳米级精度。耶鲁大学的研究者研究发现，无定形金属，如大块金属玻璃（bulk metallic glasses，BMGs）加热后快速冷却后，没有形成晶体结构。尽管外观看起来是固体，但却更像是流动缓慢的液体，使得它们成为理想的高精度成型材料。

 

在适当加热的条件下，大块金属玻璃会如同塑料一样具有可塑性，并且在普通工作温度下，大块金属玻璃比钢铁其他金属强度更高、复原性更好。大块金属玻璃要实现纳米级成形应用，还要面对一个在所有成形工艺中都要碰到的问题，如何使得材料达到最高的精度，然后将材料和铸模完整地分离。液体金属表面展现出来的高表面张力和毛细作用都会影响成型效果。

 

为解决上述问题，研究者通过改变大块金属玻璃的组成成分，使得铸模填充以及铸模与成品分离过程中，成品达到最佳的精度。研究者用热模压印浮雕图案，最高精度达到了约13 nm。相关研究成果发表在《自然》上（Nature, 2009, 457: 868-872）。（来源：中国科学院上海硅酸盐研究所）