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在纳米尺度做冰雕,西湖大学“冰刻2.0”首秀

  668棋牌游戏时值冬季,各种美轮美奂的冰雕又要出场,西湖大学科研团队展示了一种“冰雕”绝活儿。他们的“冰雕”,小到微米甚至纳米级别。

  记者12月9日从西湖大学获悉,近两个月来,西湖大学纳米光子学与仪器技术实验室负责人仇旻和他的研究团队在《纳米快报》《纳米尺度》《应用表面科学》等国际知名期刊上,连续发表了一系列关于冰刻的研究成果。

  在微米甚至纳米级别的“冰雕”上,该研究团队已经可以实现从精确定位到精准控制雕刻力度,再到以“冰雕”为模具制作结构、加工器件——一种新型三维微纳加工系统雏形初现。

  光刻胶之短,“冰胶”之长

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  要理解他们研发的冰刻技术,需要先了解传统的电子束光刻技术。

  668棋牌游戏大厅在传统的电子束光刻技术中,通常需要将一种叫做光刻胶的材料均匀地涂抹在晶片表面。

  668棋牌游戏大厅电子束作用在光刻胶上,会改变相应位置的光刻胶性质。随后再进行洗胶、填金属、再洗胶等一系列流程。

  可以看出,光刻胶是微纳加工过程中非常关键的材料,不过,光刻胶也存在一定局限性。

  “在样品上涂抹光刻胶,这是传统光刻加工的第一步。这个动作有点像摊鸡蛋饼,如果铁板不平整,饼就摊不好。同时,被抹胶的地方,面积不能太小,否则胶不容易摊开摊匀;材质不能过脆,否则容易破裂。”仇旻实验室助理研究员赵鼎说。

  如果把光刻胶换成薄薄的一层冰,会是什么样的效果?

  “我们把样品放入真空设备后,先给样品降温再注入水蒸气,水蒸气就会在样品上凝华成薄薄的冰层。”赵鼎说,光刻胶之所短恰恰是水之所长。

  因为,在零下140摄氏度左右的真空环境中,水蒸气可以包裹任意形状的表面,哪怕是极小的样品也没有问题;水蒸气的轻若无物,也使在脆弱材料上加工变成可能。

  对应光刻胶,科研人员给这层水冰起名“冰胶”,给冰胶参与的电子束光刻技术起名“冰刻”。

  赵鼎介绍,一旦将光刻胶换成冰胶,还能够极大地简化加工流程。因为冰胶可以通过直接被电子束雕刻、融化或气化即可去除,所以加工过程中,无需用化学试剂清洗光刻胶,从而规避了洗胶带来的污染,以及难以洗净的光刻胶残留导致良品率低等问题。

  “冰刻2.0”,硬件初具雏形

  据介绍,仇旻和他的团队曾在2018年完成了国内首台“冰刻”系统的研发。加入西湖大学后,仇旻带领科研团队继续研发功能更加强大的“冰刻2.0”系统。

(责任编辑:特色棋牌游戏)

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