(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
टॉप-डाउन संश्लेषण में नैनोमैटेरियल्स का निर्माण एक बड़े, ठोस पदार्थ से शुरू करके, उसे नैनोस्केल तक तोड़कर या उसका पैटर्न बनाकर किया जाता है। प्रमुख तकनीकों में बॉल मिलिंग जैसी यांत्रिक विधियाँ और फोटोलिथोग्राफी, इलेक्ट्रॉन-बीम लिथोग्राफी और नैनोइम्प्रिंट लिथोग्राफी जैसी लिथोग्राफिक विधियाँ शामिल हैं। इन विधियों का उपयोग अक्सर संरचित सतहों और एकीकृत परिपथों के निर्माण के लिए किया जाता है, लेकिन इनमें सतही अपूर्णताओं की समस्या हो सकती है।
टॉप-डाउन दृष्टिकोण अवधारणात्मक रूप से सरल हैं: ये पारंपरिक माइक्रोफैब्रिकेशन तकनीकों का छोटे आयामों तक विस्तार हैं। इसका सबसे प्रमुख उदाहरण लिथोग्राफी है, जो सेमीकंडक्टर उद्योग की आधारशिला है। फोटोलिथोग्राफी में, एक प्रकाश-संवेदनशील बहुलक (फोटोरेसिस्ट) को एक सब्सट्रेट पर लेपित किया जाता है। एक मास्क का उपयोग रेसिस्ट को यूवी प्रकाश के संपर्क में लाने के लिए किया जाता है, जिससे एक रासायनिक परिवर्तन होता है जो संपर्क में आए या संपर्क में न आए क्षेत्रों को चुनिंदा रूप से हटाने की अनुमति देता है। इसके बाद अंतर्निहित सामग्री को उत्कीर्ण या जमा किया जा सकता है, जिससे पैटर्न मास्क से सब्सट्रेट पर स्थानांतरित हो जाता है। नैनोस्केल विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए, कम तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश स्रोतों (जैसे, अत्यधिक उच्च तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश स्रोत) का उपयोग किया जाता है। पराबैंगनीई-बीम लिथोग्राफी (EUV) या वैकल्पिक पैटर्निंग स्रोतों जैसे इलेक्ट्रॉन बीम (ई-बीम लिथोग्राफी) का उपयोग किया जाता है। ई-बीम लिथोग्राफी बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन प्रदान करती है, लेकिन यह एक धीमी, क्रमिक प्रक्रिया है, जो इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए अनुपयुक्त बनाती है, लेकिन प्रोटोटाइपिंग और मास्क बनाने के लिए उत्कृष्ट है।
शीर्ष-डाउन विधियों का एक अन्य प्रमुख वर्ग यांत्रिक घिसाव है। उच्च-ऊर्जा उदाहरण के लिए, बॉल मिलिंग में, एक ठोस पदार्थ को कठोर पीसने वाले माध्यम (गेंदों) वाले एक पात्र में रखा जाता है। पात्र को तेज गति से घुमाया जाता है, जिससे गेंदें पदार्थ से टकराती हैं और उसे तोड़ देती हैं, जिससे कणों का आकार धीरे-धीरे नैनोमीटर तक कम हो जाता है। यह विधि नैनोपाउडर की बड़ी मात्रा में उत्पादन के लिए सरल और विस्तार योग्य है, लेकिन कणों के आकार और वितरण पर इसका नियंत्रण अच्छा नहीं होता है, और पीसने वाले माध्यम से अशुद्धियाँ आ सकती हैं।
टॉप-डाउन विधियों, विशेष रूप से लिथोग्राफी का प्राथमिक लाभ, बड़े क्षेत्रों पर सटीक रूप से व्यवस्थित और जटिल संरचनाओं को बनाने की क्षमता है, जो एकीकृत सर्किट के लिए आवश्यक है। हालांकि, एक महत्वपूर्ण कमी यह है कि नक़्क़ाशी या मिलिंग प्रक्रिया के दौरान क्रिस्टलीय क्षति और सतह दोष उत्पन्न हो जाते हैं, जो सामग्री के गुणों पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकते हैं।
टॉप-डाउन नैनोमटेरियल संश्लेषण
(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)
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