基于聚焦離子束納米剪紙/折紙形變的三維微納制造技術(shù)及其光學(xué)應(yīng)用
摘要：高精度的三維微納制造技術(shù)是現(xiàn)代光電子學(xué)和微納光子學(xué)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一,是實現(xiàn)下一代微納光子集成器件的重要前提.納米尺度的剪紙和折紙技術(shù)由于能夠?qū)崿F(xiàn)豐富的三維形變,正發(fā)展成為一門新興的研究領(lǐng)域.本文系統(tǒng)地介紹了一種新型的片上三維微納加工方法基于聚焦離子束的納米剪紙/折紙技術(shù).該技術(shù)利用聚焦離子束輻照具有不同拓?fù)湫蚊驳淖灾文て?可實現(xiàn)優(yōu)于50 nm精度、前所未見的三維形狀變換,包括片上、實時的多向折疊、彎曲、扭曲等形變.提出了“樹型”納米剪紙和“閉環(huán)”納米剪紙兩種類型的加工方法,并針對不同類型的工藝特性和優(yōu)缺點進(jìn)行分析對比.利用全局掃描納米剪紙技術(shù)制備的閉環(huán)納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了獨特的光學(xué)效應(yīng),包括超光學(xué)手性、超構(gòu)表面衍射、相位和偏振調(diào)控以及光子自旋霍爾效應(yīng)等.研究結(jié)果表明,納米剪紙/折紙形變技術(shù)在保持結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和功能性的同時,可實現(xiàn)高精度、原位、片上、一步成型的三維微納加工,可望為三維微納光子器件的設(shè)計、制備和應(yīng)用提供一類新的設(shè)計方法和技術(shù)途徑,乃至為相關(guān)微納光學(xué)、微電子、微機(jī)電系統(tǒng)、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展提供新穎的加工平臺.
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