W

ciàgu ostatnich 30 lat ludzie
rozwin´li zadziwiajàce umie-
j´tnoÊci produkowania ma-

∏ych przedmiotów. Najlepszym tego
przyk∏adem jest uk∏ad scalony wytwa-
rzany na powierzchni krzemowej p∏yt-
ki w procesie selektywnego wprowa-
dzania do niej domieszek, w wyniku
czego powstajà tranzystory. Na p∏ytk´
nak∏ada si´ nast´pnie warstwy meta-
lu (przedzielone warstwami izolatora),
w których tworzy si´ po∏àczenia mi´-
dzy tranzystorami. GruboÊç warstw w
uk∏adzie scalonym mo˝e byç rz´du mi-
lionowych centymetra. Ich równomier-
noÊç i jednorodnoÊç decyduje o nieza-
wodnoÊci uk∏adu scalonego, a w rezul-
tacie – komputera, w którym pracujà.

W mikroelektronice gruboÊç warstw

waha si´ od 50 • (1 angstrem = 10

–10

m)

do kilku mikrometrów (1 mikrometr =
10

–6

m). W przypadku najcieƒszych gru-

boÊç musi byç kontrolowana z dok∏ad-
noÊcià do 1 •, czyli Êrednicy atomu. Po-
miar jest niezwykle trudny. Najbardziej
skuteczna metoda z obecnie dost´pnych
jest niszczàca – polega na przeci´ciu
p∏ytki pod∏o˝owej i zbadaniu jej prze-
kroju. Wi´kszoÊç wytwórców uk∏adów
scalonych radzi sobie z prawid∏owà gru-
boÊcià warstw, nieustannie kontrolujàc
parametry procesu technologicznego –
takie jak temperatura, wilgotnoÊç i ci-
Ênienie – oraz poddajàc niszczàcym te-
stom tylko niewielkà cz´Êç wytwarza-
nych uk∏adów.

W 1985 roku, podczas przeprowadza-

nia eksperymentów optycznych na pó∏-
przewodniku, wraz z kolegami z Brown
University przypadkowo skierowaliÊmy
krótki impuls Êwiat∏a na warstw´ meta-
lu na powierzchni badanej próbki. Na-
szym celem by∏o okreÊlenie reakcji elek-
tronów w metalu. Kiedy oÊwietliliÊmy
próbk´ drugim impulsem, okaza∏o si´,
˝e wspó∏czynnik odbicia jej powierzchni
zmienia∏ si´ okresowo. Ten niezwyk∏y
efekt by∏ spowodowany pobudzaniem
warstwy metalu do drgaƒ, przy czym
d∏ugoÊç fali wynosi∏a zaledwie 500 •.
Do czasu przeprowadzenia naszego eks-
perymentu nikt nie przypuszcza∏, ˝e
mo˝na wytworzyç tak krótkie impulsy
dêwi´ku o tak wysokiej cz´stotliwoÊci.

Pikosekundowa ultrasonografia

Krótkie impulsy dêwi´ków o wysokiej cz´stotliwoÊci pozwalajà naukowcom

mierzyç gruboÊç Êcie˝ek przewodzàcych w uk∏adach scalonych

Humphrey Maris

DAVID SCHARF

60 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1998

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1998 61

Rozpocz´liÊmy opracowywanie me-

tody pozwalajàcej wykorzystaç te nie-
zwykle impulsy do badania w∏asnoÊci
pewnych struktur, na przyk∏ad meta-
licznych Êcie˝ek przewodzàcych w uk∏a-
dzie w scalonym. Porównujàc dwie fa-
le, odbità od górnej oraz od dolnej
granicy warstwy, mo˝emy okreÊliç jej
gruboÊç.

Technologia w przyrodzie

Zastanawiajàc si´ nad tym, co jest po-

trzebne, by mierzyç gruboÊç za pomocà
fal dêwi´kowych, przypomnijmy sobie
technologiczny cud przyrody, czyli nie-
toperza. W 1912 roku Hiram Maxim,
amerykaƒski emigrant lepiej znany jako
wynalazca karabinu maszynowego i
budowniczy samolotu, zasugerowa∏, ˝e
do lokalizowania latajàcych owadów
nietoperze u˝ywajà sonaru (sound navi-
gation and ranging – okreÊlanie po∏o˝e-
nia i odleg∏oÊci za pomocà dêwi´ku).
Zwierz´ta te uwa˝ano za nieme, Maxim
wysunà∏ wi´c hipotez´, ˝e wykorzystu-
jà one dêwi´ki powstajàce na skutek po-
ruszania si´ w locie ich skrzyde∏. Jed-
nak wytwarzane wtedy fale majà sto-
sunkowo du˝à d∏ugoÊç i praktycznie nie
odbijajà si´ od tak ma∏ych obiektów jak
owady. A zatem teoria Maxima nie wy-
jaÊnia∏a, dlaczego nietoperz mo˝e us∏y-
szeç fal´ odbità od lecàcego owada.

W 1920 roku Hamilton Hartridge z

University of Cambridge przedstawi∏
koncepcj´, wed∏ug której nietoperze wy-
sy∏ajà impulsy ultradêwi´ków (dêwi´-
ków o cz´stotliwoÊciach znajdujàcych
si´ powy˝ej zakresu s∏yszalnego dla
cz∏owieka) i okreÊlajà po∏o˝enie owada,
odbierajàc odbite od niego fale. W roku
1938 George W. Pierce i Donald R. Grif-
fin z Harvard University po raz pierw-
szy zaobserwowali sygna∏y emitowane
przez nietoperze. Potem naukowcy od-
kryli, ˝e sonar wykorzystujà równie˝
delfiny, a tak˝e niektóre ptaki. Nawet
niepozorne chrzàszcze z rodziny kr´ta-
kowatych lokalizujà obiekt na podsta-
wie odbicia fal powstajàcych na wodzie
podczas ich ruchu.

Sonar nietoperza jest zaskakujàco wy-

rafinowany. Poniewa˝ owad si´ poru-
sza, odbita od niego fala dêwi´kowa ma
nieco innà cz´stotliwoÊç ni˝ emitowana
przez nietoperza. Ta zmiana cz´stotliwo-
Êci, znana jako efekt Dopplera, pozwala
nocnemu ∏owcy okreÊliç pr´dkoÊç owa-
da i kierunek, w którym on zmierza.
(Efekt Dopplera wykorzystuje tak˝e po-
licja drogowa do pomiaru pr´dkoÊci po-
jazdów.) Dodatkowo w trakcie wysy∏ania
impulsu nietoperz zmienia wysokoÊç
dêwi´ku. Ta modulacja, zwana çwierka-
niem, pomaga mu analizowaç echo i
prawdopodobnie umo˝liwia rozró˝nie-
nie cech ofiary – jej kszta∏tu, cz´stotliwo-
Êci uderzeƒ skrzyd∏ami – a nawet stwier-
dzenie, czy jest to chrzàszcz, czy çma.

Chcàc okreÊliç odleg∏oÊç od owada,

nietoperz wysy∏a tak krótkie impulsy
dêwi´ku, aby koƒczy∏y si´, zanim na-
dejdzie ich echo. SzybkoÊç rozchodze-
nia si´ dêwi´ku w powietrzu wynosi
330 m/s. JeÊli wi´c owad znajduje si´
w odleg∏oÊci 3.3 m, na przebycie dêwi´-
ku tam i z powrotem potrzeba zaledwie
20 ms. Zbli˝ywszy si´ do swej ofiary,
nietoperz zaczyna wysy∏aç szybkie serie
bardzo krótkich, trwajàcych nie wi´cej
ni˝ 1 ms impulsów, co umo˝liwia mu
zlokalizowanie owada znajdujàcego si´
w odleg∏oÊci mniejszej ni˝ metr.

W pomiarach gruboÊci bardzo ma-

∏ych metalowych obiektów problem
odpowiednio krótkiego trwania impul-
su jest jeszcze istotniejszy. Dêwi´k roz-
chodzi si´ w aluminium z pr´dkoÊcià
6000 m/s, czyli 20 razy wi´kszà ni˝ w
powietrzu. Czas potrzebny na propa-
gacj´ fali przez warstw´ gruboÊci rz´-
du milionowych centymetra wynosi
wi´c zaledwie kilka pikosekund (1ps =
10

–12

s). Oznacza to, ˝e wykonanie po-

miarów wymaga umiej´tnoÊci genero-
wania impulsów dêwi´kowych d∏ugo-
Êci 1 ps lub nawet krótszych.

Do wytwarzania fali dêwi´kowej w

cieczy lub ciele sta∏ym powszechnie sto-
suje si´ w laboratoriach piezoelektrycz-
ne transduktory. Urzàdzenia te sà zwykle
niewielkimi p∏ytkami materia∏u takie-
go jak kwarc, pokrytymi z dwóch stron
metalem tworzàcym elektrody. Kiedy do
elektrod przy∏o˝y si´ napi´cie elek-
tryczne, p∏ytka kwarcowa zmienia wy-

miary. JeÊli jest to napi´cie zmienne,
transduktor drga, wytwarzajàc fal´ aku-
stycznà o tej samej cz´stotliwoÊci co na-
pi´cie. Tà metodà, znanà od lat dwudzie-
stych naszego wieku, daje si´ wytwarzaç
dêwi´ki o cz´stotliwoÊci z zakresu od
100 kHz do 1 GHz, przy czym impulsy
mogà mieç d∏ugoÊç rz´du mikrosekund.
Pozwala to na pomiar warstw gruboÊci
nie mniejszej ni˝ kilka milimetrów, co
oznacza, ˝e metoda generacji ultradêwi´-
ków nie nadaje si´ do mierzenia gruboÊci
warstw w mikroelektronice.

Podobnie jak w przypadku wielu od-

kryç naukowych, tak˝e i tu post´p doko-
na∏ si´ dzi´ki osiàgni´ciom w odleg∏ej,
wydawa∏oby si´, dziedzinie. W 1960 ro-
ku Theodore Maiman z Hughes Research
Laboratories w Malibu (Kalifornia) zbu-
dowa∏ pierwszy laser. Aby wzbudziç ato-
my chromu w pr´cie rubinowym do sta-
nów o wy˝szej energii, u˝y∏ lampy
b∏yskowej. Nadwy˝ka energii wzbudzo-
nych atomów pozwoli∏a na wzmocnie-
nie Êwiat∏a uwi´zionego w pr´cie.

Pierwszy laser wytwarza∏ intensywne

impulsy czerwonego Êwiat∏a o czasie
trwania nieco mniejszym ni˝ 1 ms. W ko-
lejnych latach opracowano wiele innych
typów laserów, w tym gazowe, barwni-
kowe, chemiczne i pó∏przewodnikowe,
których dzia∏anie opiera si´ na rozma-
itych mechanizmach i które wykorzystu-
jà przeró˝ne materia∏y. (W jednym z lase-
rów oÊrodkiem aktywnym jest ˝elatyna –
po u˝yciu mo˝na go po prostu zjeÊç!) We
wczesnych latach osiemdziesiàtych lase-
ry wytwarza∏y ju˝ serie impulsów d∏u-
goÊci 10 fs (1 femtosekunda = 10

–14

s). Tak

ekstremalnie krótki impuls mo˝na obra-
zowo przedstawiç jako zaburzenie pola
elektromagnetycznego zawierajàce pi´ç
d∏ugoÊci fali, czyli rozciàgajàce si´ na
przesz∏o 3 µm.

W naszym laboratorium lasera impul-

sowego u˝ywamy do wytwarzania fali
akustycznej w badanej próbce. Wiàzka
Êwiat∏a laserowego jest ogniskowana na
powierzchni materia∏u, który absorbuje
fotony w bardzo cienkiej warstwie przy-
powierzchniowej. Energia fotonów jest
poczàtkowo przekazywana elektronom,
które poruszajàc si´, szybko oddajà swo-
jà energi´ sieci krystalicznej. W rezulta-
cie temperatura materia∏u gwa∏townie
wzrasta o kilka stopni w warstwie przy-
powierzchniowej, powodujàc jej rozsze-
rzenie. Wskutek tego do wn´trza mate-
ria∏u jest emitowana fala akustyczna –
czasem pojedyncze zag´szczenie oÊrod-
ka, a niekiedy ich seria.

Impuls dêwi´ku wytworzony w taki

sposób mo˝e trwaç oko∏o 1 ps, a jego
d∏ugoÊç w przestrzeni wynosi kilka na-
nometrów. Amplituda fali, czyli wiel-
koÊç odchylenia atomów, jest rz´du

OPÓèNIENIE (PIKOSEKUNDY)

0

400

800

1200

1600

AMPLITUDA

NANOKSYLOFON (ilustracja na stronie
obok), instrument wytwarzajàcy dêwi´k
o cz´stotliwoÊci 8 GHz (24 oktawy powy˝ej
Êrodkowego C), wykonano ze z∏otych bele-
czek gruboÊci mniejszej ni˝ 150 Êrednic ato-
mu. Wykres (z lewej) przedstawia przebieg
czasowy emitowanego dêwi´ku. Impulsy
fal jeszcze mniejszej d∏ugoÊci, trwajàce za-
ledwie 1 ps (10

–12

s), pomagajà testowaç po-

∏àczenia w uk∏adzie scalonym.

LAURIE GRACE

10

–14

m – oko∏o dziesi´ciokrotnie wi´-

ksza ni˝ Êrednica jàdra atomu.

Znano ju˝ sposób generowania fali

akustycznej o ˝àdanych parametrach,
nie potrafiono jednak rejestrowaç im-
pulsów po tym, jak przeniknà przez ba-
danà próbk´ i w postaci echa powrócà
na powierzchni´. Z pomocà przysz∏o
nasze przypadkowe odkrycie. Kiedy
echo dociera do powierzchni, powodu-
je okresowe zag´szczenia materia∏u,
zmieniajàc jednoczeÊnie jego wspó∏czyn-
nik odbicia Êwiat∏a. Zmiany te mo˝na
zarejestrowaç innà wiàzkà lasera skie-
rowanà na powierzchni´ próbki.

Ultradêwi´kowe impulsy pozwalajà

na pomiary gruboÊci warstw z dok∏adno-
Êcià do 1 • – czyli znacznie wi´kszà ni˝
wynika to z d∏ugoÊci fali (50–500 •). Prze-
czy to twierdzeniu fizyków, ˝e nie mo˝na
osiàgnàç rozdzielczoÊci wi´kszej od d∏u-
goÊci fali u˝ytej w eksperymencie. ¸amie-
my t´ regu∏´ dzi´ki porównaniu przebie-
gów czasowych fali pobudzajàcej oraz fali
powracajàcej jako echo. Mimo ˝e granice
impulsów sà rozmyte, po∏o˝enie wierz-
cho∏ków daje si´ okreÊliç z du˝à dok∏ad-
noÊcià – do u∏amka pikosekundy. Dzi´ki
temu drog´, którà przeby∏a fala dêwi´ko-
wa, mo˝na zmierzyç z dok∏adnoÊcià wi´k-

szà od 1 •. Nasza metoda pomiarowa
przypomina interferometri´, technik´ po-
równywania dwóch fal.

Kiedy potrafiliÊmy ju˝ mierzyç gru-

boÊç cienkich warstw, kilku z nas zacz´-
∏o si´ zastanawiaç nad mniej powa˝nym
zastosowaniem odkrycia: skoro umiemy
generowaç dêwi´ki, to powinniÊmy te˝
móc tworzyç muzyk´. Korzystajàc z po-
mocy ekspertów z IBM Thomas J. Wat-
son Research Center w Yorktown Heights
(stan Nowy Jork), stworzyliÊmy „nano-
ksylofon”. Instrument ten jest zbudowa-
ny jak normalny ksylofon z tà ró˝nicà, ˝e
ka˝da p∏ytka to z∏ota beleczka gruboÊci

62 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1998

Pikosekundowa sonda

W

∏asnoÊci metalicznych warstw w uk∏adzie scalonym ba-
da si´ za pomocà ultradêwi´ków. Wiàzka lasera (a)

skierowana na powierzchni´ uk∏adu scalonego powoduje po-
wstanie impulsu fali akustycznej (b) d∏ugoÊci oko∏o 100

•

(czy-

li trwajàcego mniej wi´cej 1 ps). Fala ulega odbiciu od ró˝nych
elementów uk∏adu scalonego, jak widaç na przekroju (c) i
schemacie (d). Kiedy powraca na powierzchni´, zmienia jej
w∏asnoÊci optyczne, co jest rejestrowane przez drugi laser.
Nast´pnie echo jest porównywane z modelem komputero-
wym (e) w celu okreÊlenia dok∏adnego po∏o˝enia, gruboÊci
oraz stopnia wzajemnego przylegania poszczególnych warstw.

KRYSZTA¸ KWARCU

W ZEGARKU

ZAKRES S¸YSZALNOÂCI
UCHA LUDZKIEGO

BICIE LUDZKIEGO SERCA

INFRADèWI¢KI WYDAWANE

PRZEZ S¸ONIA

1

10

10

2

10

3

10

4

TYPOWE DRGANIA

W¸ASNE S¸O¡CA

PODSTAWOWE

DRGANIA

W¸ASNE ZIEMI

D˚WI¢K WYSY¸ANY

PRZEZ NIETOPERZA

10–

4

10–

3

10–

2

10–

1

DANE EKSPERYMENTALNE

SYMULACJA

150

200

CZAS (PIKOSEKUNDY)

250

AMPLITUDA ECHA

AMPLITUDA

DROGA LUB CZAS

ÂWIAT¸O

DèWI¢K

WARSTWY METALU

I IZOLATORA

KRZEMOWA

P¸YTKA POD¸O˚OWA

TOM WAY

Za zgodà HUMPHREYA MARISA

LAURIE GRACE

(wykresy)

a

c

b

e

d

Cz´stotliwoÊç niektórych drgaƒ (cykle na sekund´)

400 • (czyli 150 atomów) i szerokoÊci
2000 •. Kiedy pobudzamy nanoksylofon
impulsem Êwiat∏a, wytwarza on dêwi´k
o cz´stotliwoÊci 8 GHz, czyli o 24 okta-
wy wy˝szy od Êrodkowego C. Wykona-
liÊmy podobne eksperymenty na jeszcze
mniejszych strukturach. Najwi´ksza wy-
sokoÊç dêwi´ku, jakà uda∏o si´ nam uzy-
skaç, to 700 GHz, czyli 31 oktaw powy˝ej
Êrodkowego C. (Niestety, nasz nanoksy-
lofon nie nadaje si´ raczej do grania, po-
niewa˝ wszystkie jego p∏ytki wytwarza-
jà praktycznie t´ samà nut´.)

Opracowana metoda pomiaru grubo-

Êci warstw ma praktyczne znaczenie w te-
stowaniu uk∏adów scalonych. Wytwa-
rzanie uk∏adu scalonego jest z∏o˝onym
procesem technologicznym sk∏adajàcym
si´ z kilkuset operacji i trwajàcym kilka
tygodni. Na poczàtku mamy do czynie-
nia z monokryszta∏em krzemu o bardzo
wysokiej czystoÊci, z którego po poci´ciu
i wypolerowaniu powstajà p∏ytki pod∏o-
˝owe o typowej Êrednicy 20 cm i grubo-
Êci oko∏o 0.5 mm. Nast´pnie w pewne ich
obszary wprowadza si´ specjalnie dobra-
ne domieszki, dzi´ki czemu powstajà
tranzystory. Sposób po∏àczenia tranzy-
storów oraz ich parametry decydujà
o funkcjach i w∏asnoÊciach uk∏adu scalo-
nego. W koƒcowych etapach procesu na
powierzchni´ p∏ytki pod∏o˝owej nak∏a-
da si´ na przemian warstwy metalu,
z których powstajà po∏àczenia mi´dzy
tranzystorami, oraz warstwy dielektry-
ka. Tworzy si´ rodzaj przek∏adaƒca.

Wielowarstwowy system Êcie˝ek me-

talicznych w uk∏adzie scalonym mo˝na
porównaç do systemu autostrad z wie-
loma estakadami i po∏àczeniami. War-
stwy dielektryka, zwykle szkliwa lub
polimeru, pe∏nià funkcj´ elektrycznego
izolatora warstw metalu. Ca∏y proces
technologiczny wymaga zachowania
niezwyk∏ej czystoÊci i zastosowania wy-
rafinowanych systemów sterowania.
Nawet pojedyncza czàstka kurzu, jeÊli
dostanie si´ na powierzchni´ p∏ytki pod-
∏o˝owej, mo˝e nieodwracalnie uszko-

dziç uk∏ad scalony. Na koƒcu procesu
tnie si´ p∏ytk´ na pojedyncze uk∏ady
scalone, których jest zwykle oko∏o 100.

Ka˝da nie zauwa˝ona zmiana w pro-

cesie technologicznym mo˝e prowadziç
do katastrofy. Na przyk∏ad do prawid∏o-
wej pracy uk∏adu scalonego niezb´dna
jest synchronizacja dzia∏ania poszczegól-
nych bloków. Oznacza to koniecznoÊç
minimalizacji czasu przesy∏ania sygna-
∏u pomi´dzy odleg∏ymi blokami. Opóê-
nienie powstajàce na danej Êcie˝ce jest
zale˝ne od tzw. sta∏ej czasowej, czyli ilo-
czynu rezystancji Êcie˝ki i zwiàzanej ze
Êcie˝kà pojemnoÊci. Z kolei rezystancja
Êcie˝ki jest odwrotnie proporcjonalna do
jej gruboÊci. Tak wi´c kontrola gruboÊci
warstw ma zasadnicze znaczenie dla pra-
wid∏owego dzia∏ania uk∏adu.

Nie tylko uk∏ady scalone

Pikosekundowa ultrasonografia mo˝e

pozwoliç wytwórcom uk∏adów scalonych
na dok∏adny pomiar gruboÊci warstw
w strukturze pó∏przewodnikowej. Naj-
pierw impuls Êwiat∏a skierowany na ba-
dany fragment uk∏adu jest absorbowany
w warstwie przypowierzchniowej. W
wyniku miejscowego podgrzania wytwa-
rza si´ fala akustyczna, która wnika do
wn´trza struktury. Za ka˝dym razem,
gdy natrafia na granic´ mi´dzy warstwa-
mi, cz´Êciowo si´ odbija i wraca jako echo.
Analizujàc czas powrotu ka˝dego echa,
mo˝emy dok∏adnie obliczyç gruboÊç po-
szczególnych warstw.

Metoda przypomina technik´ badaƒ

sejsmograficznych stosowanà przez geo-
logów do okreÊlania mià˝szoÊci warstw
skorupy ziemskiej. Problem jest jednak
bardziej z∏o˝ony. Warstwy mogà byç tak
cienkie, ˝e dwie ró˝ne powracajàce fale
na∏o˝à si´ na siebie. Podobne zjawisko za-
chodzi, gdy Êwiat∏o odbija si´ od warstew-
ki oleju unoszàcej si´ na wodzie i tworzy
kolorowe wzory (co mo˝na czasem zaob-
serwowaç na parkingu). W naszym przy-
padku powstajà zdudnienia, na podsta-

wie których wnioskuje si´ o rozmiarach
i kszta∏tach poszczególnych warstw.

Powracajàce echo mo˝e nieÊç infor-

macj´ równie˝ o wielu innych cechach
danego uk∏adu warstw. Kiedy impuls
fali akustycznej odbija si´ od chropowa-
tej granicy mi´dzy warstwami, ulega
rozmyciu w czasie i przestrzeni. Anali-
zujàc kszta∏t echa, otrzymujemy infor-
macj´ o chropowatoÊci powierzchni gra-
nicznej. Ponadto na podstawie jego
nat´˝enia mo˝emy oceniç dok∏adnoÊç
przylegania warstw. JeÊli spojenie jest
s∏abe, najcz´Êciej z powodu zanieczysz-
czeƒ, fala nie zdo∏a przekroczyç grani-
cy i w znacznej mierze ulega odbiciu.
Tak wi´c amplituda fal odbitych od po-
szczególnych granic pozwala stwierdziç,
czy kolejne warstwy dobrze do siebie
przylegajà i czy uk∏ad scalony ma od-
powiednià wytrzyma∏oÊç mechanicznà.

Nast´pnym celem w naszych bada-

niach nad pikosekundowà ultrasonogra-
fià jest przystosowanie tej metody do
Êledzenia procesów zachodzàcych w ˝y-
wych komórkach. Ultrasonografia jest
od dawna wykorzystywana do obserwa-
cji rozwoju p∏odu. Dzi´ki nowym tech-
nikom generowania bardzo krótkich im-
pulsów zdo∏amy byç mo˝e przepro-
wadziç podobne eksperymenty w przy-
padku ˝ywej komórki. Mamy nadziej´,
˝e metoda ta pozwoli naukowcom Êle-
dziç rozwój ˝ywej komórki na podsta-
wie jej akustycznego obrazu. Za pomocà
pikosekundowej ultrasonografii mo˝-
na na przyk∏ad zobaczyç cytoszkielet –
struktur´ stanowiàcà „rusztowanie” ko-
mórki – z dok∏adnoÊcià podobnà jak
w przypadku tradycyjnego rentgenow-
skiego zdj´cia koÊçca cz∏owieka.

Chocia˝ przyroda znacznie wyprze-

dza nas w tworzeniu ma∏ych przedmio-
tów, i pewnie b´dzie tak zawsze, to jed-
nak dystans ciàgle si´ zmniejsza. Impulsy
dêwi´ku pikosekundowej d∏ugoÊci po-
zwalajà na kontynuacj´ tego wyÊcigu.

T∏umaczy∏

Zbigniew Jaworski

Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1998 63

SONAR

DO LOKALIZOWANIA

¸AWIC RYB

SONOGRAM

ULTRASONOGRAFIA

PRZEMYS¸OWA

PIKOSEKUNDOWA

ULTRASONOGRAFIA

ATOM

W KRYSZTALE

DIAMENTU

10

5

10

6

10

7

10

8

10

9

10

10

10

11

10

12

10

13

LAURIE GRACE

Informacja o autorze

HUMPHREY MARIS od 1965 roku jest profe-

sorem fizyki w Brown University. Doktoryzo-

wa∏ si´ w Imperial College w Londynie. Obec-

nie zajmuje si´ konstrukcjà detektora s∏onecz-

nych neutrin, magnetycznà i laserowà lewita-

cjà z wykorzystaniem nadciek∏ego helu, do-

Êwiadczeniami na cieczach w ujemnych ciÊnie-

niach, a tak˝e pikosekundowà ultrasonografià.

Literatura uzupe∏niajàca

NONINVASIVE PICOSECOND ULTRASONIC DETECTION OF ULTRATHIN INTERFACIAL LAYERS: CFx AT THE Al-Si

INTERFACE

. G. Tas i in., Applied Physics Letters, vol. 61, nr 15, ss. 1787–1789, 12 X 1992.

STUDY OF VIBRATIONAL MODES OF GOLD NANOSTRUCTURES BY PICOSECOND ULTRASONICS.

H.-N. Lin

i in., Journal of Applied Physics, vol. 73, nr 6, ss. 37–45, 1 I 1993.

THE SCIENCE AND ENGINEERING OF MIRCOELECTRONIC FABRICATION.

Stephen A. Campbell; Oxford

University Press, 1996.

ULTRASONIC MULTILAYER METAL FILM METROLOGY.

C. J. Morath i in., Solid State Technology,

vol. 40, nr 6, ss. 85–92, VI/1997.