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光致变色单分子层非平衡动力学实现超分辨率干涉光刻

DOI：10.1039/c9ra05864h 期刊：RSC Advances 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 高度并行化的光学超分辨光刻技术是实现材料体块纳米图案化的关键。目前已展示的大多数受STED启发的光刻方案均采用串行写入技术。本研究采用新近开发的模型螺吡喃单分子层光刻胶，通过研究受STED启发的光刻体系非平衡动力学，实现了具有超分辨特征尺寸的大面积干涉光刻。理论预测线宽随曝光时间增加而增大，对比度则呈现峰值变化，从而形成极窄的最优曝光窗口。实验结果与理论预测高度定量吻合。螺吡喃较低的光抑制饱和阈值使其特别适用于并行化大面积纳米图案化。采用串行和并行图案化技术分别获得了56纳米和92纳米半高宽的线条。通过异双功能PEG对表面进行功能化修饰，可在这些单分子层上实现任意化学官能团的多样化图案化。这些成果为实现高度并行化的体块纳米制造技术提供了重要理论依据。
作者： Harikrishnan Vijayamohanan，Gopal S. Kenath，Edmund F. Palermo，Chaitanya K. Ullal
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

使用螺噻喃单层光刻胶实现具有超分辨特征尺寸的大面积干涉光刻。

研究成果

研究表明，利用功能性螺吡喃单分子层实现具有超分辨率特征尺寸的大面积直写干涉光刻具有可行性。该研究揭示了书写系统的动力学机制，并确定了实现最佳性能的理想曝光窗口。该方法能以纳米级分辨率图案化多种化学功能基团，在医学诊断和光电器件领域具有潜在应用价值。

研究不足

该研究受限于需要最佳曝光时间和耗尽光束与激发光束之间的强度比，以实现高对比度和分辨率。写入系统的非平衡特性以及马来酰亚胺功能化分子可能存在的非特异性结合也带来了挑战。

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