【納米尺度-- 納米結(jié)形成形新辦法

納米尺度制造是基于理學(xué)/化學(xué)/生物原理的制造辦法，重點(diǎn)科研納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)、加工、改性、組裝等納米制造新辦法與新工藝,以及納米尺度制造過(guò)程中結(jié)構(gòu)與器件的性能演變規(guī)律。近年來(lái)，我國(guó)重點(diǎn)著眼于基于理學(xué)/化學(xué)/生物等原理的納米尺度制造理論辦法、技術(shù)與應(yīng)用探索科研，發(fā)展了以納米壓印、納米切削等辦法為核心的納米尺度制造工藝，并取得了有些可喜的科研成果,初步形成為了納米尺度制造理論與辦法，明顯提高了制造學(xué)科的科研水平，為高精度傳感器、有效率微能源、集成微納系統(tǒng)、后摩爾時(shí)代電子器件和集成電路的科研和應(yīng)用奠定了基本。

【微納3D直寫技術(shù)】

科研人員提出了基于結(jié)構(gòu)光場(chǎng)的微納3D直寫原理與辦法，采用位相光＋空間光調(diào)制、高速率數(shù)據(jù)刷新的結(jié)構(gòu)光場(chǎng)技術(shù)，可實(shí)此刻任意型面上寫入任意繁雜結(jié)構(gòu)，突破了傳統(tǒng)干涉系統(tǒng)只能制造周期結(jié)構(gòu)的重大困難和技術(shù)瓶頸,特征結(jié)構(gòu)接近 λ/４，355nm 波長(zhǎng)下可實(shí)現(xiàn)100nm—10μm 周期連續(xù)可調(diào)的微納結(jié)構(gòu),且結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)分辨率達(dá)到亞納米量級(jí),寫入速度＞3000mm /min，是電子束光刻速率的1000倍以上，是擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的納米結(jié)構(gòu)有效制備的創(chuàng)新辦法，實(shí)現(xiàn)了大面積納米結(jié)構(gòu)的可控、快速和高精度制備，如圖1，采用自主發(fā)明的空間位相聯(lián)合調(diào)制光學(xué)系統(tǒng)，支持納米和微米結(jié)構(gòu)混合直寫，突破了高精度米級(jí)幅面雙驅(qū)龍門結(jié)構(gòu)研制、飛行同步揭發(fā)掌控、3D導(dǎo)航自動(dòng)聚焦等關(guān)鍵技術(shù)。

圖 1 結(jié)構(gòu)場(chǎng)微納3D直寫原理與辦法

【納米混合印刷技術(shù)】

科研人員發(fā)明了功能結(jié)構(gòu)的“納米壓?。霾奶畛洹睆?fù)合制造工藝，實(shí)現(xiàn)了微金屬網(wǎng)格型透明導(dǎo)電膜(電極)、嵌入電子器件、柔性傳感器的創(chuàng)新制造。為處理微納米結(jié)構(gòu)腔體功能材料填充不均的困難，提出了電場(chǎng)輔助納米刮涂填充技術(shù)，利用電潤(rùn)濕降低材料填充過(guò)程中的邊緣效應(yīng)和界面能量壁壘，實(shí)現(xiàn)了多種功能材料在高深寬比微納米結(jié)構(gòu)腔身體的靠譜填充，闡明了電場(chǎng)輔助的型腔刮涂填充機(jī)理。采用“納米壓印＋增材填充”技術(shù)制備的透明電容觸控屏，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了無(wú)蝕刻大尺寸透明電極和柔性電路的綠色制造,顛覆了柔性電路需要蝕刻工藝的傳統(tǒng)思路。其中8--70寸透明電容觸控屏已批量應(yīng)用,8--70寸基于納米銀微網(wǎng)格的透明電容觸控屏和基于微納結(jié)構(gòu)超薄導(dǎo)光膜已批量應(yīng)用，制品被美國(guó)、歐盟和日本著名品牌(亞馬遜、宏基、IYAMA、微軟Surface、HP、Sharp等)采用；推出的智能信息交互終端威訊寶VisionBoard(55寸、110寸雙屏),實(shí)現(xiàn)了視頻會(huì)議、上網(wǎng)、電視、白板、演示和娛樂(lè)等全功能特征。

【大幅面滾壓印制造辦法與技術(shù)】

卷對(duì)卷滾壓印制造技術(shù)是一種簡(jiǎn)單、低成本、高通量復(fù)制微納米尺度圖形的有效制造方式,正逐步作為可替代傳統(tǒng)光刻制造的納米制造技術(shù)，科研人員圍繞卷對(duì)卷滾壓印制造技術(shù)的高精度微納尺度壓印模具、壓印過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)分析等方面開(kāi)展了一系列科研工作，為微納結(jié)構(gòu)的高通量、工業(yè)規(guī)?；圃斓膶?shí)現(xiàn)供給了一種新途徑，滿足了半導(dǎo)體和電子行業(yè)最新的發(fā)展需要。科研人員進(jìn)行了柔性基底上納米結(jié)構(gòu)及器件的批量制造工藝驗(yàn)證，開(kāi)發(fā)了UV 納米柔性壓印拼接辦法與系統(tǒng)，幅面達(dá)800 mm×600 mm，為大面積納米模具的制備供給了新思路和處理辦法，實(shí)現(xiàn)了50nm—30μm范圍的制造工藝。該工藝在大尺寸透明導(dǎo)電膜等材料上得到了應(yīng)用，縮短了納米制造通向應(yīng)用的距離。