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新加坡科技设计大学使用激光直写技术打印10纳米级悬空纳米网格

发布时间:2022-08-10    来源:贝搏体育app官网下载13267

本文摘要:基于双光子单体的三维激光平写出技术受限于散射无限大,使得现有的成熟期激光平写出技术的无限大尺度被容许在100纳米级别。

基于双光子单体的三维激光平写出技术受限于散射无限大,使得现有的成熟期激光平写出技术的无限大尺度被容许在100纳米级别。构建更高的书写尺度无限大往往必须对实验设备和单体材料展开细致的调控,增大了实验的成本和复杂度。因此,发展一个几乎基于标准的3D激光平写出仪器的图案化手段来构建极高的打印机无限大是十分最重要的。

文章中展出的方法可以非常简单地通过调节书写条件,必要书写超小尺寸。近日,新加坡科技设计大学JoelK.W.Yang教授(通讯作者)团队,首次报导了用于激光平写出技术打印机出有10纳米级的悬空纳米网格。该团队找到通过掌控激光扫描的速度及方向,因应聚合物的张力起到,可以打印机出有10纳米级的悬空纳米线。

其中最窄的线条平均7纳米,完全相媲美目前精度最低的表面图案化技术。该方法在用作打印机20纳米级的悬空网格时可超过80%的成品率。利用这方法,该团队打印机出有大于纵向间距为33纳米的悬空纳米网格。

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同时,这些纳米网格可以用于冷却掩板生产纳米级的金属间距。涉及成果以为题“Sub-10-nmSuspendedNano-WebFormationbyDirectLaserWriting”公开发表在NanoFutures上。图1:随机温度梯度vs导向温度梯度vs长时间交联过程的简要和结果(a-c)随机温度梯度:聚合物均匀分布随机分解,构成杂乱的纳米结构。

往往是大结构的副产物。(d-f)导向温度梯度:利用高于阈值的激光展开导向,构成有规律的纳米结构。可打印机10纳米级别的结构(g-i)长时间的交联过程:激光强度低于阈值,产生充足多的聚合物构成宽阔的结构。

这类结构往往在100纳米级别。图2:激光扫描方向的影响及纳米网格的形貌密切相关(a)A和B是电子扫面显微镜图片,展出了在极低的激光强度下,纳米线条展现出了随扫瞄方向变化的非对称性。C-F列出了有所不同激光强度下线条宽度及非对称性的变化(b)展出了三个有所不同参数随激光强度的变化,分别是成品率(Yield),宽度比(Widthratio–用作较为线条的非对称性)及大于宽度(FeatureSize)。图3:大于宽度的纳米线展出了大于10纳米的线条。

图4:纵向间距的无限大A-D为右图中有所不同激光强度下的例子。测量的纵向距离指出,利用打印机高度劣及极细的纳米线条,30纳米左右的纵向间距是可实现的。

图5:利用悬空纳米网格作为冷却掩膜(a-b)是利用打印机高度劣及细线条来防止不必须的随机单体,极细且规整的间距可以构建。(c-d)作为对比,若纳米线条都打印机在同一高度,不必须的随机单体不会毁坏设计的规整性。【小结】实验结果表明,通过掌控激光扫描速度及方向,10纳米级的纳米网格是可实现的。利用打印机高度劣及极细的纳米网格,进而可以构建30纳米级的纵向间距以及大于且规整的金属间距。

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这项研究展出一种新的有可能,即利用现有成熟期的激光打印机技术,10纳米级的纳米结构亦是可以构建。目前,原始的机制仍未几乎明晰清了,该课题组于是以致力于更加多涉及实验来验明机制以及完备该方法,使得打印机随便形状的10纳米级三维纳米结构沦为有可能。该成果更进一步拓展了激光打印机技术的用于范围。


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