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大名鼎鼎的研究人员找到了纳米技术商业化的突破口。

早在20世纪90年代初，IBM公司的调查人员就决定对一种叫做原子力显微镜（atomic-force microscope）的原子标度成像装置的功能进行研究。他们在代表光盘表面数字点的小孔中查找缺陷。在检测过程中，研究员发现用于制作光驱的镍制模型有一处瑕疵，上面有一个高度不到几百纳米的微小隆起。实验室的所有人都戏称它为“丘疹”。IBM职员C. Grant Willson对模型如何能在一张张磁盘上复制产生精确的瑕疵感到不可思议。这种金属丘疹是铅字发明的灵感来源。Willson在观看原子力图像时沉思冥想，这种能够创造出如此完美的微型结构的能力预示着一种可以制作微型产品的全新方法即将出现。

这种想法使他成为几名可能将纳米技术由猜想变成技术现实的先驱者之一。联想到儿童玩具和汽车制造商制造汽车的工艺流程，Willson与来自美国普林斯顿大学、哈佛大学和加州理工学院的其他主要研究人员将模制、冲压、印刷以及压花的方法逐步开始商业化。最终，这些努力可能会改变半导体、电信和生物医学行业所用设备的制造方法。

对Willson来说，纳米制造业之路始于1993年。那一年IBM公司正处于动荡期，他不得不解雇自己领导的一个材料研究小组的许多成员，由于极不情愿这样做，于是就离开了IBM。他很快在德克萨斯大学谋得一个职位，并与机械工程学教授S．V．Sreenivasan进行合作，研究的内容直接受到最初从事的有关微型丘疹工作的影响。

研究人员发明了一种制造方法，使用这种方法之初要在石英板上制作一个浅浮雕模型，石英板上有一个由晶体管、电线或电路其他元件构成的的锯齿状图像。然后将模型置于芯片表面上的一层液体状单体上。液体将充满模型的凹隙，然后一束紫外线会穿过石英，将液体转变成坚固的聚合体。最后对芯片做进一步的加工处理。由所谓“步进快闪式压印微影技术”（step-and-flash imprint lithography）制作的电路上的器件只有5纳米长，相当于某些分子的大小。“这种方法很像铅活字印刷术的发明者顾登堡发明第一台印刷机的方法。”Willson说：“我从未想到你们会浇铸出那么小的东西来。”

去年，Wills0n和Sreenivasan劝说老企业家Norman E．Schumaker将这种技术商业化（Schumaker曾成功创办了Emcore半导体设备制造公司，并创办了Molecular Imprints公司）。到年底，Molecular Imprints想把第一批用于试验和研究的步进快闪机赠送给半导体行业的客户，包括摩托罗拉公司和KLA-Tencor公司（Molecular Imprints成立初期，这两家公司都参与了投资）。

半导体公司纷纷向Molecular Imprints投资，以避免下赌注造成的损失。半导体行业可能将步进快闪式技术作为一种有趣的学术成果束之高阁，而选择维持现状。传统平版印刷术的高级形式通过用短波紫外线照射感光化学材料（也称抗蚀剂）来制作电路。但由于这种方法成本越来越高，所以步进快闪式技术可能会逐渐流行起来。Willson作为赫赫有名的材料研究专家则脚踏两只船。他在实验室的工作也以聚合体抗蚀剂为重点，以求发明高级的光学平版印刷术。因此，他对存在的“令人恐惧”的挑战了如指掌，这种挑战就是：光学防染剂需要一系列全新的未经试验的材料。但对Willson来说，哪一种方法能取得成功并不重要。“我的职责是培养学生，”他说道：“两种方法对培养学生来讲都是很有意义的。”

Stephen Y．Chou在工作中将微型化发挥到了极致。在“纳米技术”这个术语被广泛使用之前，他一直从事构建“亚微型结构”的研究。从20世纪80年代开始，他就创造了一系列记录：制作出最小的晶体管、发明出能使用单电子进行开关的晶体管、用“纳米柱”（nanopillar）制造出磁性存储装置以及制作出比光的波长还短的光学网络元件。“对我来说，最重要的一件事是打破尺度范围限制（length-scale limit），”Chou说。Chou本科毕业于北京科技大学，后来获得美国麻省理工学院博士学位。之后，他又去了斯坦福大学和明尼苏达大学（即现在的普林斯顿大学），从事学术研究工作。

20世纪90年代初，他在许多讨论会上介绍了自己的研究成果，并经常碰到有关如何使技术商业化的问题。使用芯片制作采用的光学平版印刷术来制造比光的波长还短的装置是相当困难的，这就好比用非常钝的蜡笔去画一条非常细的线一样。和Willson一样，Chou开始着手探索研究不依赖光学辐射的装置的方法。整个90年代，在联邦机构的支持下，Chou发明了一种亚波长微装置的制造工序，这些装置大小不超过200纳米。在过去的3年时间里，Chou成为将微装置制造商业化的先驱，他使用一种与willson的技术相似的模制技术制造亚波长光学装置。Chou不像Willson那样使用紫外线加工处理某种聚合体，而是将材料加热，直到熔化的材料流进模子中；随着冷却，材料又变得坚硬起来。然后，那个模子就可以在芯片表面制作元件。

Chou的公司名为NanoOpto，目的是将光学元件安装到芯片上，就好比一个存储器片或一个微处理器。该公司不制造晶体管和电阻器，而是为激光器生产像滤光器、波导和空腔振荡器这样的装置。名为微印平版印刷术的制造工序可能使光学元件的生产实现自动化，而这些光学元件的制作直到近些年仍需要成本高昂的手工方式来组装。大批量地生产这些元件能够降低放大器、开关、激光器以及这些元件组装而成的更大系统的价格。

此外，亚波长元件还能够提高网络性能。Chou讲到：“你可以通过传统光学元件不可能的方式使光线发生偏斜。”NanoOpto公司在新泽西州的萨默塞特建造了一个制造工厂，已经为主要的电信客户提供了大量的独立组件试样，这些组件不仅能使光线偏振，而且能组合或分离光线。由于微装置具有独特的性质（处理光线的最小装置有20纳米大小），因此，一个组合器能够将从不同角度进入装置的光线融合在一起。这意味着不必用手将组合器和贴近的光纤仔细连成一条线，而通过机器人就可以实现节约成本的自动化组装。

Chou的公司成立了一个管理小组，该小组成员来自朗讯科技有限公司、Sun微系统公司和杰尔系统公司的前任管理人员。该小组还充当Chou所教的大学毕业生的就业中介，现在有5名大学生在Chou的公司工作。眼下，NanoOpto公司必须在极不景气的市场上争夺光网络设备，尽管它得到的投资还不是很多。Nanonex公司是由Chou创办的另一家公司，该公司将重点放在为客户提供操作微印平版印刷术的商业设备生产。

纳米制造业是一种能制作大量小型化元件的技术平台。“我们所要做的是，在有关‘什么样的产品能代表当前机遇’问题上做出一系列正确的决策。”Nano0pto公司总裁和首席行执行官Barry J．Weinbaum说：“我们应该与什么样的公司合作，哪些公司在市场中会取得成功?”这些问题都必需考虑在内，一次极微小的失误可能导致潜在的致命错误。

[范淑霞／译赵辉／校]

用于制造光驱的模子上出现的瑕疵给C．Grant Willson以启发，从而发明了纳米制造方法。

Stephen Y．Chou在基本研究成果的鼓舞下，发明了一种纳米制造工序。