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3D納米結(jié)構(gòu)高速直寫機(jī) 源自IBM**研發(fā)成果NanoFrazor納米3D結(jié)構(gòu)直寫機(jī)的問(wèn)世,，源于IBM蘇黎世研發(fā)中心在納米加工技術(shù)的**研究成果。 NanoFrazor納米3D結(jié)構(gòu)直寫機(jī)**次將納米尺度下的3D結(jié)構(gòu)直寫工藝快速化,、穩(wěn)定化,。通過(guò)靜電力精確控制的直寫垂直精度高達(dá)2nm，可以將256級(jí)灰度反映的高度信息精細(xì)的轉(zhuǎn)移到直寫介質(zhì)上,。 該技術(shù)自問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)多次刷新了世界上*小3D立體結(jié)構(gòu)的尺寸,，創(chuàng)造了世界上*小的馬特洪峰模型，*小立體世界地圖,，*小刊物封面等世界記錄,。 |
獨(dú)特的直寫與反饋流程 與以往使用AFM技術(shù)進(jìn)行納米刻蝕的嘗試不同，NanoFrazor為了獲得可靠的穩(wěn)定性和可重復(fù)性,，重新開(kāi)發(fā)了直寫流程： | |
| PPA(聚苯二醛) 直寫膠涂敷在樣品表面,。背熱式直寫探針,，針尖溫度可達(dá)300~400℃。與針尖接近的PPA受熱瞬間分解,，周圍部分由于PPA熱導(dǎo)率低而不受影響,。熱針震動(dòng)模式直寫，直寫時(shí)探針加熱,，每次下針?lè)仁莒o電力控制，垂直精度2nm,，從而寫出3D圖形,。冷針接觸模式掃描，回程掃描時(shí)探針冷卻,，由側(cè)壁的熱感應(yīng)器探測(cè)樣品高度變化(精度0.1nm),， 獲得樣品形貌。反饋數(shù)據(jù)修正下一行直寫,。 | |
獨(dú)有的直寫針尖設(shè)計(jì) |
普通的AFM針尖無(wú)法滿足上述NanoFrazor直寫流程的需求,，因此NanoFrazor所用針尖是由IBM專門研發(fā)設(shè)計(jì)的。該針尖具有兩個(gè)電阻加熱區(qū)域,，在針尖上方的加熱區(qū)域可以加熱到1000oC,，從而使針尖的溫度達(dá)到300~400 oC。第二處加熱區(qū)域作為熱導(dǎo)率傳感器位于側(cè)臂處,，其能感知針尖與樣品距離的變化,，精度高達(dá)0.1nm。因此在每行直寫進(jìn)程結(jié)束后的回掃結(jié)構(gòu)時(shí),，并不是通過(guò)針尖起伏反饋形貌信息,，而是通過(guò)熱導(dǎo)率傳感器感應(yīng)形貌變化，從而實(shí)現(xiàn)了比AFM快1000余倍的掃描速度,，同避免了針尖的快速磨損消耗,。 |
| NanoFrazor納米3D結(jié)構(gòu)直寫優(yōu)勢(shì) | |
| 1.可以幾乎實(shí)時(shí)觀察直寫結(jié)果，而不需要顯影,、定影,、觀測(cè)的傳統(tǒng)步驟，因此能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)問(wèn)題,，縮短結(jié)構(gòu),、工藝開(kāi)發(fā)周期。2.因?yàn)槊啃兄睂憛?shù)都根據(jù)上一行直寫結(jié)果進(jìn)行了修正,，所以避免了樣品平整度,、溫度變化等帶來(lái)的誤差，有效地解決了熱漂移帶來(lái)的精度問(wèn)題,。3.能夠通過(guò)掃描結(jié)果進(jìn)行定位,，二次套刻精度高達(dá)３nm. 4.以樣品表面形貌為特有標(biāo)定物的拼接技術(shù),，將NanoFrazor的不同直寫區(qū)域（Max.75um x 75um）的拼接誤差控制在10nm左右。5. 與電子束曝光相當(dāng)?shù)模玻募{米直寫能力：l 超快的直寫速度,，約相當(dāng)于普通AFM掃描速度的1000倍,，而與電子束曝光速度相當(dāng)l 高達(dá)10nm的half pitch分辨率。 | |
| 圖形轉(zhuǎn)移通過(guò)NanoFrazor3D納米結(jié)構(gòu)直寫機(jī)獲得的納米圖形結(jié)構(gòu),，可以通過(guò)傳統(tǒng)成熟的工藝技術(shù),，如干法刻蝕，電鍍,、注射成型法等進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)移,。 | ||
RIE干法刻蝕 | RIE+Lift off | |
電鍍 | 注射成型 |
其他功能 l納米顆粒有序定位排列 l納米局部化學(xué)反應(yīng)誘導(dǎo) l表面化學(xué)圖案、結(jié)構(gòu)生成 | 納米顆粒有序定位排列 | 氧化石墨烯的定位還原 |
| 應(yīng)用領(lǐng)域 | |||
快速原型設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) l衍射透鏡,，全息圖 l非球面微透鏡陣列 l波導(dǎo)纖維,、光子晶體 lMEMS/NEMS l表面等離子激元，超材料 l納米磁學(xué) l納米電子器件 l生物細(xì)胞研究 l納米流體控制 l反物質(zhì)物理學(xué) | 微納結(jié)構(gòu) l防偽標(biāo)識(shí) lDFB 激光,、 l ASICs 的關(guān)鍵部位加工模板加工 l光掩模板 l納米壓印印章 l注射成型模具 | ||
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