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柔性微納加工技術(shù)的新方向
點擊量:523 日期:2023-09-21 編輯:硅時代
國際上,柔性微納制造技術(shù)主要包括納米壓印技術(shù)和3D、4D打印技術(shù)。上世紀(jì)90年代提出的納米壓印技術(shù)利用光刻膠輔助將模板上的微納結(jié)構(gòu)通過刻蝕傳遞工藝轉(zhuǎn)移到待加工材料上。原先硅片是毫米級的,通過刻蝕等各種方法把尺度減到微米甚至納米級。這種減材制造將材料逐步減小,達(dá)到目標(biāo)尺度。而3D打印和4D打印是一種增材制造技術(shù),原來的材料是原子級、分子級的,一點點累積疊加材料,生成目標(biāo)物體。
納米壓印技術(shù)國內(nèi)做了很多年,但仍處于跟隨狀態(tài),3D打印和4D打印是國外首創(chuàng),如果跟隨已有柔性微納制造技術(shù),對我們年輕人來說,創(chuàng)新性不足。利用光刻、刻蝕等傳統(tǒng)微納加工技術(shù)制造器件時發(fā)現(xiàn),光可以控制表面失穩(wěn),摸索一陣后又發(fā)現(xiàn)這可以制成微納結(jié)構(gòu),一種既非減材制造也非增材制造的新型柔性微納加工技術(shù),也就是表面失穩(wěn)引導(dǎo)的力學(xué)自組裝技術(shù)。
表面失穩(wěn)結(jié)構(gòu)控形控性的研究不僅為我國突破光刻技術(shù)封鎖提供新的技術(shù)路線,還可以提高光通信加密的安全等級。基于表面失穩(wěn)做了一些微納結(jié)構(gòu),光在微納結(jié)構(gòu)里會發(fā)生反射、折射和衍射,人為控制光的反射、折射和衍射可以改變光的傳播方向、強度、波長。相對于靜態(tài)光柵,近紅外調(diào)控的動態(tài)衍射光柵具有動態(tài)原位調(diào)節(jié)和切換等優(yōu)勢,可顯著提高光通信加密的安全等級。
可編程光控自組裝結(jié)構(gòu)形成機理、力學(xué)設(shè)計理論與其在微納制造技術(shù)應(yīng)用研究是當(dāng)前微納尺度力學(xué)領(lǐng)域的研究熱點與難點,是亟需解決的前沿性基礎(chǔ)科學(xué)問題。大面積、高準(zhǔn)直度、有序自組裝結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造也是關(guān)鍵性微納技術(shù)問題。此外,微納自組裝結(jié)構(gòu)控形控性研究可突破力學(xué)、機械、材料學(xué)之間學(xué)科壁壘,促進多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新。