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亚博2021最新版网址-西湖大学突破“冰刻”三维微纳加工技术

作者:亚博2021最新版网址 发布时间:2021-09-14

在唯一头发丝八分之一粗细的光纤结尾进行“冰刻”加工,且一次雕镂上百件作品,这是西湖年夜学仇旻尝试室团队近期发布的一项三维微纳加工手艺。

近两个月内,该团队在《纳米快报》《纳米标准》《利用概况科学》等期刊上持续颁发了一系列研究功效。

研究人员介绍,在2018年发布的“冰刻”系统研发的根本上,此次发布的“冰刻2.0”手艺以“原料进、制品出”为方针,力争打造从切确定位到精准节制雕镂力度,再到以“冰雕”为模具建造布局、加工器件的一体化系统。

电子束光刻手艺是微纳加工的焦点手艺之一,而光刻胶是加工进程中很是要害的材料。要在硅晶片长进行纳米标准的加工,起首要将光刻胶平均涂抹在晶片概况;用电子束在真空情况中将图案“写”在光刻胶上,对应位置的光刻胶性质产生转变;用化学试剂洗去性质改变的光刻胶,能获得镂空的光刻胶模具;再将金属“填”进镂空位置,使之“长”在晶片概况;最后再用化学试剂将光刻胶清洗清洁,去除废物留下金属布局。

传统电子束光刻手艺的要害步调

不外,传统电子束光刻手艺有必然局限性。“在样品上涂抹光刻胶是传统方式的第一步,这个动作像摊鸡蛋饼,假如铁板不服整,饼就摊欠好。抹胶的处所,面积不克不及太小,不然胶不轻易摊开摊匀;材质不克不及过脆,不然轻易分裂。”仇旻尝试室助理研究员赵鼎说。

研究团队将光刻胶换成了冰。他们把样品放入真空装备,先给样品降温再注入水蒸气。在零下140摄氏度摆布的真空情况,水蒸气会在样品上凝华成薄薄的冰层。

水蒸气可以包裹肆意外形的概况、轻若无物,使得在懦弱材料上加工酿成可能。因为水的非凡性质,加工流程也被极年夜简化。例如当电子束打在冰层上,冰会气化,如许就可以直接雕镂出冰模板,规避了传统化学清洗引发污染和光刻胶残留致使良品率低等问题。

利用冰胶的电子束光刻要害步调

研究团队给这层冰起名“冰胶”,给冰胶介入的电子束光刻手艺起名“冰刻”。研究团队负责人、西湖年夜学副校长仇旻传授说,从素质上讲,“冰刻”仍属在电子束光刻,但它作为一种绿色且“暖和”的加工手段,特别合用在非平面衬底或易损柔性材料,乃至生物材料。

在仇旻团队最新颁发的文章结尾,他们用一种很是科幻的体例瞻望了“冰刻”的将来。毫无疑问,将来环绕“冰刻”的研究,将聚焦在那些传统“光刻”能力没法企和的范畴。受益在水这类物资得天独厚的生物相容性,在生物样本上“冰刻”光子波导或电子电路有望得以实现。而这将史无前例地提高报酬干涉干与生物样本的能力,同时斥地出全新的学科交叉和研究标的目的。

相干研究论文链接:

1.https://doi.org/10.1039/D0NR05948J

2.https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.148265

3.https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03809