您聽說過“納米光刻（nanolithography）”嗎？這是一種使用透明的納米級球體構建3D結構的工藝，主要用于電子、生物醫(yī)藥，甚至是光子應用等領域。

    近日，由北卡羅萊納州立大學機械和航空航天工程助理教授Chih-Hao Chang帶領的研究團隊開發(fā)出了一種新技術，不依賴于傳統(tǒng)方法來創(chuàng)建3D結構，而且成本更低。

    Chang博士說：“這種技術使我們無需常規(guī)技術的昂貴設備也能制造出3D納米結構。它使我們能夠創(chuàng)建一次創(chuàng)建3D結構，而無需采用二維圖案逐層堆疊的方式。”

    Chang博士說，他和他的團隊采取了特殊的方法，這涉及到把納米級聚苯乙烯球直接放置到感光膜的表面。

    這種納米球接近透明，能夠?qū)⒋┻^他們的光線折射和散射。該工藝的輸出過程通過改變納米球的大小和曝光的時幀來控制。這個過程也依賴于對光源的角度、波長和偏振的精確控制。

    使用單束光或者多束光，Chang博士說，這項技術能夠呈現(xiàn)各種各樣的納米結構設計。

    而且實現(xiàn)它們需要的投入很小。

    “我們的方法可以將納米光刻技術的成本降低到可以在你的車庫里完成的地步。”Chang博士說。 

    這項工作實際是作為一項研究課題——“用膠體粒子制造帶復雜對稱的空心3D納米結構的間接說明（oblique illuminations of colloidal particles to fabricate hollow-core 3D nanostructures with complex symmetry）”的示范。作為該工藝的一部分，研究人員使用米氏散射（Mie scattering）原理控制光粒子相互作用，從而雕刻出各種各樣的3D結構，而且最重要的是成本很低。

    研究人員說，他們看到了這項技術在制造納米針、納米噴嘴和具有各相異性的材料方面的應用潛力。研究人員還宣稱，他們可以實現(xiàn)納米球的自組裝，這種能力可以用來構建均勻的3D結構圖案。

    這一研究成果的共同作者是本科生Bin Dai和Zhiyuan Xu，該工作得到了NASA Early Career Faculty的資金支持和北卡州納米系統(tǒng)工程研究中心（NERC）下屬的ASSIST的支持。