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oe1(光电查) - 科学论文

10 条数据
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  • 在厘米级硅基底上使用聚二甲基硅氧烷印章制备具有亚5纳米周期性的单轴排列二氧化硅纳米沟槽

    摘要： 制备特征尺寸小于5纳米的大面积定向纳米图案对开发纳米器件至关重要。通过分子自组装制备的高度有序纳米结构，在亚5纳米图案化技术方面展现出巨大潜力。此前我们曾报道利用圆柱形表面活性剂胶束最外层表面为模板，在硅基底上制备出周期小于5纳米的二氧化硅纳米沟槽，但尚未实现整个基底表面的纳米沟槽单轴定向排列。本研究采用带有条纹图案的聚二甲基硅氧烷(PDMS)印章，在2×2厘米的硅基底整个表面制备出单轴定向排列的二氧化硅纳米沟槽。该PDMS印章并非如软纳米压印技术那样直接接触基底，而是置于预涂覆在基底表面的表面活性剂薄膜上方。随后使基底暴露于水蒸气环境，期间圆柱形胶束沿导向方向定向排列。接着通过暴露于氨气-水蒸气混合气体，使面向基底的定向胶束最外层表面被可溶性硅酸盐物种复制。通过扫描电子显微镜观测和小角X射线掠入射散射分析，证实了在厘米级基底整个表面形成了单轴定向排列的纳米沟槽。由此我们提供了一种制备超精细间距单轴定向纳米图案的简易大面积制备方法。

    关键词： 纳米压印、纳米图案化、对准控制、定向自组装、液晶

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 金硅液态金属合金源聚焦离子束的离子种类对二氧化硅/硅纳米图案化的影响

    摘要： 本研究探讨了液态金属合金源聚焦离子束中离子源（Au?和Si2?离子）对纳米图案化的影响。分别采用30 keV的Au?和Si2?离子，在绝缘体上硅（SOI）衬底上制备了两组宽度为450 nm的SiO?/Si纳米图案。为研究这一效应，通过原子力显微镜（AFM）获取每组图案的形貌轮廓，并采用体积损失法计算溅射产额。将溅射产额的计算结果与Yamamura模型针对垂直入射的理论计算值进行对比验证。对比显示两种结果吻合良好，其中使用Si2?离子时相对差异约为5.3%。

    关键词： 液态金属合金源聚焦离子束、铣削、溅射产额、纳米图案化

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 功能化酞菁锌纳米结构的胶体光刻制备：利用扫描探针显微镜评估表面取向与尺寸

    摘要： 采用胶体光刻结合有机硅烷溶液浸渍与气相沉积步骤，制备出具有纳米孔洞和纳米环的图案化阵列。通过胶体光刻制备的样品在整个表面区域内呈现出数百万个可重复的测试结构，这些结构根据粒子掩模的尺寸和间距呈周期性排列。利用原子力显微镜（AFM）观察纳米图案的尺寸与形貌，可获得纳米结构在抗蚀剂膜限定的空间区域内生长时化学反应渐进步骤的信息。研究使用胶体乳胶或二氧化硅球体表面掩模来?；i(111)基底上离散区域免受有机硅烷沉积。当移除掩模后，表面暴露出的规则形状微小区域可作为构建层级表面结构的后续反应位点。 以氨基末端纳米图案为结合位点构建了酞菁锌（ZnPcs）纳米结构。通过使用2-[甲氧基(聚乙二醇)丙基]三氯硅烷（PEO-硅烷）和十八烷基三甲基硅烷（OTMS）两种抗蚀剂膜，实现了ZnPcs在表面定向附着的空间选择性。所选连接分子（3-氨丙基）三乙氧基硅烷（APTES）在界面处呈现氨基基团。通常酞菁分子倾向于通过物理吸附以共面取向结合于表面，并可通过相邻大环间的π-π相互作用发生堆叠。然而取代基性质也会影响分子在表面是以侧向取向还是大环共面排列方式组装。 本研究选择的ZnPc大环上连接了羟基和异硫氰酸酯侧基，用以探究其与APTES纳米图案结合时的构象差异。通过轻敲模式AFM对纳米结构的尺寸与形貌进行可视化灵敏测量，利用力调制AFM绘制了ZnPc图案化样品的弹性响应图谱。纳米结构高度变化可指示大环是直立、平行于表面平面取向，或是形成了多层结构。

    关键词： 原子力显微镜、胶体光刻、纳米图案化、酞菁

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过超快激光能量调控实现大面积亚100纳米二维纳米图案化

    摘要： 将超快光与表面纳米起伏耦合，可形成周期性图案，其加工尺度达到创纪录的数十纳米级别。这种由近场相互作用驱动的自发图案形成技术，其广阔应用前景依赖于一步法规?；圃旃ひ?。本研究报道了镍表面经超快激光辐照后，自组装形成直径20纳米、周期低至60纳米的非传统纳米腔阵列。与随机性强且缺乏规律性的激光诱导表面波纹截然不同，这些二维图案在极端尺度上展现出前所未有的均匀性。通过延迟施加交叉偏振激光脉冲来克服表面的各向异性偏振响应，首次实现了六方晶格有序排列的纳米腔阵列。该自组织现象的成因被确认为：激光诱导的稀疏波使纳米级熔融层失稳，进而引发马兰戈尼对流不稳定性所致。

    关键词： 纳米图案化、自组装、超快激光、马兰戈尼对流、纳米腔

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基底对光电沉积硒碲纳米结构长程有序性的影响

    摘要： 采用重掺p型或n型杂质的(111)晶向单晶硅衬底，研究了在均匀强度、偏振非相干近红外光照下室温电化学生长的各向异性光致取向Se-Te薄膜的长程有序性。通过对扫描电子显微镜获得的大面积图像进行傅里叶变换(FT)分析，并利用FT光谱中的峰形来确定沉积Se-Te薄膜的图案保真度。在名义上相同的照明条件下，生长在p+-Si(111)上的光致取向薄膜比生长在n+-Si(111)上的具有更高的各向异性程度和更明确的图案周期。当通过调整沉积参数和光照条件来控制沉积速率和电流密度时，也观察到p+-Si与n+-Si上光致Se-Te沉积形态和图案保真度的类似差异。硅衬底的掺杂相关效应对光致Se-Te沉积图案保真度的影响，可归因于Se-Te与p+-Si及n+-Si之间不同界面结能态产生的电效应，该效应影响了Se-Te/Si界面处光致生长过程中的动态行为。

    关键词： 界面、光沉积、硫属化物、电沉积、光电化学、纳米图案化

    更新于2025-09-23 11:56:28

  • 相变材料的灰度纳米图案化技术：用于亚波长尺度、本征平面型、非易失性且可重构的光学器件

    摘要： 将相变材料集成到光学超表面的设计中，已能实现动态可切换、可调谐及可重构的光学器件。其功能基于非晶态与晶态这两种稳定状态之间快速且可重复的切换——这种切换通常伴随着电学与光学特性的剧烈变化，并可通过外部刺激实现。本研究证明，聚焦离子束辐照可用于在高度受限区域内局部调控相变材料的无序程度，我们通过光诱导力显微镜和散射式扫描近场光学显微镜等光学纳米成像技术，在可见光与中红外波段验证了该效应。该方法能突破常规激光光源的衍射极限实现纳米级灰度图案化，从而为设计亚波长尺度、本质平面化、非易失性且可重构的光学器件增添了新的自由度。

    关键词： 聚焦离子辐照、灰度、定制无序、纳米图案化、相变材料、纳米成像

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 通过激光退火实现硅基底上嵌段共聚物的宏观排列

    摘要： 激光退火是块状共聚物（BCP）薄膜传统烘箱退火的竞争性替代方案，能快速加速并精确控制自组装过程的空间分布。通过移动激光束实现的局部加热（区域退火）利用陡峭的温度梯度，还可产生定向形貌。原始方案仅适用于特殊锗涂层玻璃基底——这类材料能吸收可见光且热导率足够低，可在较低辐照功率密度下实现加热。本文展示激光区域退火的最新进展：采用高功率光纤耦合近红外激光源，可在常规硅晶圆上实现大面积BCP快速退火。结合光热剪切作用的退火工艺可制备宏观定向的BCP薄膜，用作金属纳米线图案化的模板。我们还报道了一种将激光退火BCP薄膜简易转移至任意表面的方法，该转移工艺能处理高度起伏的基底表面，并实现复杂形貌多层纳米材料的一步快速制备。

    关键词： 激光退火、光热处理、嵌段共聚物、纳米图案化、定向自组装、多层结构

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 光致变色单分子层非平衡动力学实现超分辨率干涉光刻

    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。

    关键词： 纳米图案化、螺噻喃、非平衡动力学、干涉光刻、超分辨率光刻

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 飞秒激光直写实现二硫化钼薄片的无掩模微/纳米图案化与双极电整流

    摘要： 二硫化钼（MoS2）微/纳结构对于调控电子特性、开发所需功能以及提升多层MoS2器件现有性能具有重要意义。本研究提出一种通过飞秒激光脉冲直写技术灵活微加工多层MoS2薄片的有效方法，可直接制备出带隙宽度为179、152、116、98和77纳米的规则MoS2纳米带阵列，并能任意图案化MoS2薄片形成单纳米带、迷宫阵列和交叉结构等微/纳结构。该方法无需掩模、工艺简单，具有高度灵活性、强可控性和高精度特点。此外，激光加工后的MoS2表面因微/纳结构的粗糙缺陷位点和边缘含有大量不饱和边缘位点及高活性中心，通过化学和物理吸附作用附着了大量氧分子。电学测试表明，基于制备的MoS2纳米带阵列构建的场效应晶体管展现出新奇特性：输出特性和转移特性均呈现漏-源电流的强整流效应（非零偏置且双极导通），这归因于平行结构中大量边缘缺陷与氧分子对MoS2纳米带阵列的p型化学掺杂作用。本工作证实了飞秒激光脉冲能直接诱导二维材料的微/纳结构、特性改变及新器件功能，未来有望推动基于MoS2的逻辑电路、互补电路、化学传感器和p-n二极管等电子器件新应用。

    关键词： 微/纳米图案化、二硫化钼薄片、氧键合、飞秒激光直写、整流效应

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 脉冲激光辅助氦离子纳米加工单层石墨烯——直接书写剪纸图案

    摘要： 与液态镓离子源相比，氦气场离子源已被证实能实现更高的铣削分辨率。但其缺点在于氦离子质量过低，难以对块体材料达到合理的溅射速率，所需剂量可能导致显著的亚表面损伤。因此，悬浮石墨烯的操控成为氦离子束铣削的合理应用方向。我们证明，通过脉冲激光辅助氦铣削可热消除残余碳污染引发的竞争性离子束沉积效应。通过优化脉冲激光功率密度、频率和脉宽，我们减少了碳副产物的生成，并在高度复杂的剪纸图案中将石墨烯间隙铣削至10纳米以下。

    关键词： 脉冲激光、纳米图案化、石墨烯、直接书写剪纸术

    更新于2025-09-11 14:15:04