O-FIB-大气环境中直接纳米辐射的远场诱导近场击穿

时间:2020-04-06 18:31 来源:seo 作者:小可爱科技知识网 点击量:

O-FIB-大气环境中直接纳米辐射的远场诱导近场击穿

激光正在成为当今制造业的主要工具之一。在提高加工精度方面做了大量的工作,在大气环境中的激光切割、焊接、标记和立体光刻方面,已经实现了低至微米的空间分辨率。从这个角度来看,飞秒激光(fs-laser)除了具有三维(3-D)处理能力和广谱材料的可用性外,是一种特别有前途的方法。基于多光子吸收阈值、收缩和激发发射损耗效应的超衍射限制特征尺寸在几十纳米水平上也实现了聚合物的fs激光诱导光固化,但遗憾的是,这并不适用于固体材料。光学近场技术提供了一种替代的超分辨率方案,通过将光场定位到具有尖锐尖端、微小孔洞、纳米颗粒和小突起的物理形状的纳米尺度。然而,由于近场的易逝性,这些方法通常依赖于沉重的移动和校准系统来保持精确的探针-衬底间距,以实现实际的制造/制版吞吐量。

一个创新的光学模式技术,允许真空无高分辨率处理可与传统的FIB处理相比,是非常理想的。最新发表的一篇论文中光科学与应用,国家重点实验室的科学家们精密测量技术和仪器,精密仪器,清华大学,北京,中国,集成光电子学国家重点实验室、电子科学与工程学院,吉林大学,长春,中国,和纳米技术设施,斯文本科技大学,澳大利亚报道了一种光学远场诱导近场击穿(O-FIB)方法,使得纳米制造几乎可以应用于大气中的任何固体材料。该刻划由飞秒激光诱导的多光子吸收形成纳米孔开始,通过远场调节的光学近场增强来锐化其切割“刀刃”。的空间分辨率sub-20 nm(光波长λλ/ 40)很容易实现。O-FIB通过入射光的简单偏振控制来控制纳米槽沿设计图案书写。

“根据电位移法向分量的连续边界条件,我们实验观察了光场在纳米孔周围的纳米定位和极化-垂直增强,这为远场直接控制纳米烧蚀的近场增强提供了可能。”基于这一想法,我们通过实时控制激光偏振和光束轨迹,实现了分辨率高达18纳米的自由纳米书写。”

“对于由光和初始种子之间的反馈所引起的自我调节效应,我们的方法对初始消融的随机性和操纵线宽的能力具有固有的鲁棒性。”我们的方法演示了具有可控长度、分离和轨迹的纳米凹槽的自由形式的无缝线书写。同时,播种效应的普适性使得大面积印刷模式优于传统的FIB。

“我们提出的技术开启了高效纳米加工的新时代。适用于纳米电子、纳米流体、纳米医药等领域的各种材料和表面。我们在这里展示的通过远场直接操纵近场的可能性,可能会激励研究人员将飞秒激光纳米制造甚至光学处理的其他领域推向更高的水平,”科学家们预测。

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