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(gòu)建3D結(jié)構(gòu)的工藝，主要用于電子、生物醫(yī)藥，甚至是光子應(yīng)用等領(lǐng)域。

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

        Chang博士說：“這種技術(shù)使我們無需常規(guī)技術(shù)的昂貴設(shè)備也能制造出3D納米結(jié)構(gòu)。它使我們能夠創(chuàng)建一次創(chuàng)建3D結(jié)構(gòu)，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(shù)能夠呈現(xiàn)各種各樣的納米結(jié)構(gòu)設(shè)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(shù)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(fù)雜對稱的空心3D納米結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(shù)在制造納米針、納米噴嘴和具有各相異性的材料方面的應(yīng)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(gòu)建均勻的3D結(jié)構(gòu)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。