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人工微结构和介观物理国家重点实验室在介观光学研究再获重要成果

在近期出版的英国《纳米技术》杂志(Nanotechnology)上,以封面文章报道了人工微结构和介观物理国家重点实验室在飞秒激光双光子聚合纳米制备方面的最新进展 (http://ej.iop.org/pdf/nano/vol19/na085-webcover.pdf)。

 

飞秒激光双光子聚合的精度优于100纳米,而且可以直写三维结构,是制备介观光学元器件和纳微机械的重要手段。不断减小特征尺度,一直是人们追求的目标。重点实验室李焱教授和龚旗煌教授等人发现了二次聚合现象,利用该效应,将聚合线的特征尺度降到15纳米(Appl. Phys. Lett., 2007, 90:071106)。

 

随着尺度越来越小,加工精度要求越来越高,因为微小缺陷会给元器件性能带来巨大影响。当线条的特征尺度小于100纳米时,李焱教授和龚旗煌教授等发现了许多与制备精度直接关联的新现象。收缩是光聚合制备结构过程中存在的一个难题。当特征尺寸很小时,直接测量非常困难。他们提出了在聚合结构上添加周期性分布的点或直接用周期性结构的变化测量纳米聚合线条收缩的方法。利用二维周期点做标记,测出了不同形状、不同高度方块的收缩率。通过这种方法,还发现了聚合结构的非均匀收缩现象即不同区域的收缩率存在明显差别。同时还发现,悬空聚合线条不仅存在收缩,而且还被拉伸,导致尺度进一步减小。长度2微米、宽度40纳米的线条拉伸率高达75%。这一研究为制备高精度的三维纳米聚合物结构提供了重要依据(Nanotechnology, 2008, 19: 055303)

 

相关工作得到国家重大科学研究计划和国家自然科学基金委的资助。

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