纳米光子结构软膜紫外光固化纳米压印

紫外光固化纳米压印是实现纳米结构批量复制的一种新技术．其特点是低成本和高分辨，而且可以达到极高的套刻精度．为了得到大面积图案的均匀复制，可用聚二甲基硅氧烷（PDMS）制备透光的压印软模板．其母版图案可由高分辨率电子柬曝光和反应离子刻蚀的方法在硅片基底上获得，然后用浇注的方法将图案转移到PDMS上．本实验特别发展了紫外光固化纳米压印适用于软膜压印的双层膜图型转移技术．该双层膜由廉价的光胶和聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）构成．对光胶层的压印可用普通的光学曝光仪实现．然后再将图案用反应离子刻蚀的方法转移到PMMA层中．为了证明方案的可行性，在两种不同材料的半导体基片上压印了三角晶格的光子晶体和准晶结构的图案，并用剥离的方法将它们转移到金属薄膜上，最后成功地进行了硅片刻蚀实验．相信这一纳米制做方法对大面积纳米光子结构和光学集成芯片的制造是普遍适用的．     

周期渐变型准金刚石结构光子晶体的双光子聚合纳米加工技术

利用双光子聚合加工技术在低折射率材料中制备了具有宽带隙的光子晶体结构,通过递推方式获得晶格常数的最佳变化条件.通过透射及反射谱测量及时域有限差分方法证实了周期渐变的准金刚石结构的带隙展宽现象,该结果表明三维光子晶体带隙展宽可由不同晶格常数的结构叠加形成.     

表面微纳结构的特殊功能及制备方法研究进展

通过构建表面微纳结构和制备纳米涂层可使材料表面获得特殊功能。主要综述了表面微纳结构的特殊功能和制备表面微纳结构和纳米涂层的主要方法和加工技术。首先,介绍了表面微纳结构在超疏水、光学超透镜和减摩耐磨方面的应用;其次,分别阐述了光刻技术、激光加工技术、自组装技术、增材制造技术(3D打印)、沉积法和溶胶凝胶法等表面微纳结构和纳米涂层的加工方法的研究进展;最后,总结了表面微纳结构及纳米涂层的不同制备方法存在的问题和发展趋势。     

激光直写制备金属与碳材料微纳结构与器件研究进展

激光直写技术作为一种新兴的低成本、高效、高精度的加工技术,可以适用于几乎任意自由度的二维或者三维微纳结构快速成型制备.这对光电子以及半导体微纳结构与器件的制备具有重大的意义.金属微纳结构在电子学和光子学中有着广泛的应用.本文综述了激光直写制备金属微纳结构相关研究进展.主要包括激光直写制备金、银、铜以及复合材料微纳结构与...     

超纯水中杂质对光子相关谱法测量纳米颗粒粒径的影响

为了研究光子相关光谱法测粒技术中,溶液介质中的杂质对纳米颗粒有效直径和分散度测量准确性的影响,获取并分析了3种超纯水蒸发后残留杂质的显微图像,讨论了上述3种水对标称直径为960、340、90、60nm的颗粒物测定结果的影响。研究结果表明,水中杂质会增大光子平均计数率,以及增大100nm以下单分散颗粒的有效直径和分散度的测量结果;对于自身分散度较大的颗粒,水质对分散度测量结果的影响不明显。     

秒激光双光子微纳加工技术及其在光子学微器件制备中的应用

飞秒激光可以与包括玻璃、陶瓷、半导体、金属、塑料、树脂等各类物质产生相互作用,其相互作用原理不同,加工方法也不同。利用非线性光学效应——双光子吸收的飞秒微纳加工技术是最独特也是最具有应用前景的微纳加工技术。利用显微物镜将飞秒激光聚焦到加工介质时激光光强在焦点处呈三维空间分布,双光子吸收过程仅产生在具有足够激光强度的微小区域,通过控制激光光强可以调节双光子吸收的产生范围,在适当的激光强度时,可以突破光学衍射极限的限制,将双光子吸收过程控制到远小于激光波长甚至纳米尺度范围,从而达到进行纳米加工的目的。飞秒激光双光子微纳加工技术具有真三维、一次成型及高加工分辨率的特点,是三维微纳结构制备的理想工具之一。通过“理论计算-计算机辅助图形设计-微纳激光制造“这样一个简单的流程可以实现制备可设计的复杂三维微细结构,因此在光子学微器件、微机电系统等领域具有巨大的应用前景。最近几年双光子微细加工技术也已成功地应用到功能性光子学器件中。在制备基于光子晶体带隙原理的三维光子元器件及其立体集成方面,飞秒激光双光子方法具有无可比拟的优势。我们研究小组利用碳硅烷树状大分子修饰的激光染料与光聚合制备的光固化树脂,采用双光子聚合微加工技术制...     

飞秒激光双光子聚合三维微纳结构加工技术

飞秒激光双光子聚合微纳加工技术作为重要的三维微纳结构制备手段,已成为国际前沿研究热点。该技术利用激光与物质相互作用的双光子非线性吸收效应和阈值效应,可以突破经典光学理论衍射极限,实现纳米尺度的激光加工分辨力,在三维功能性微纳器件制备领域正在发挥着十分重要的作用。本文在介绍飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的光物理和光化学过程基本原理的基础上,重点回顾人们在改善加工线宽及分辨力、提高加工效率等方面的研究进展与发展概况。该技术所制备的各种微光学器件、集成光学器件、微机电系统以及生物医学器件,不仅充分展示了飞秒激光双光子聚合三维微纳加工技术的高空间分辨力和真三维加工特点,也为其在相关前沿领域的应用提供具有启发性的思路。最后,对该技术实现高精度、高效率、低成本、大面积、多功能的三维微纳结构加工所存在的挑战和未来发展方向,进行了讨论和展望。     

制备工艺条件对板式纳米碳纤维形貌和结构的影响

化学气相沉积法制备的纳米碳纤维(CNF)的形貌和结构取决于其制备工艺条件,包括催化剂的组成,制备温度和碳源的组成等.本文以纳米级的Fe3O4粉末为催化剂,CO为碳源,制备CNF,通过高分辨率透射电镜、N2吸附及热重分析考察制备工艺条件对CNF形貌和结构的影响.研究发现,生长温度越高,CNF的表面积和孔客逐渐减小,但仍属于板式纳米碳纤维.还原温度和H2浓度对CNF的形貌和微观结构影响较大,过低的还原温度会导致螺旋状CNF生成.     

纳米加工技术的研究进展

纳米技术的核心是纳米加工技术。文章阐述了纳米加工技术的研究现状、应用和前景展望。希望对纳米加工技术有所了解。     

多元醇水热还原所得微纳结构铜的形貌研究

以CuSO4·5H2O和NaOH为主要原料,一种六元脂肪族醇为还原剂,在不同水热条件下,分别得到铜的纳米棒、纳米线、叶状和六角状等形貌,用X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征,结果说明,几种条件下所得的产物都是不含杂质的金属铜。     

三氟乙酸掺杂的聚苯胺微/纳米管的制备和表征

三氟乙酸(TFA)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,在氧化还原反应过程中,通过改变三氟乙酸和苯胺(An)单体的物质的量比([TFA]/[An]),实现了聚苯胺微/纳米结构的可控自组装。在较低的苯胺浓度下,即[TFA]/[An]=2或1时,聚苯胺形态为颗粒状;随着反应体系中苯胺浓度的升高,物质的量比[TFA]/[An]=0.5,0.25时,产物能形成聚苯胺微/纳米管,其外径大约为200 nm~300 nm,空心处内径大约为30 nm~80 nm,微/纳米管表面凹凸不平,存在圆球状聚苯胺颗粒。聚苯胺微/纳米管为掺杂态,在电子吸收光谱中,分别在350 nm附近和630 nm处出现吸收峰。聚苯胺微/纳米管的电导率为10-3S/cm~10-4S/cm。XRD结构分析表明,聚苯胺微/纳米管为部分结晶性材料。     

基于同步辐射光刻的多层微纳结构制造

高分子材料,如甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate,PMMA）,由于其价格相对低廉和容易加工,在集成电路和MEMS研究中受到广泛的关注．本文提出了一种基于PMMA基板的多层同步辐射光刻技术,用于制作微驱动器等有移动部件的设备．设计的多层结构包括140个单元的叉指平行电容器,每个电容器的间隔是2μm,最小尺寸是4μm,厚度是200μm,故深宽比达到50：1．该制造方法具有高深宽比、高产出率及成本低等优点．     

单根Ag(TCNQ)微/纳米结构的光致变色特性研究

利用溶液化学反应法制备了准一维微/纳米结构的金属有机配合物Ag(TCNQ);X射线衍射(XRD)表明所制备的Ag(TCNQ)为晶态结构;扫描电子显微镜(SEM)的观察表明Ag(TCNQ)为准一维的微/纳米管或线.首先在自行研制的材料光学性能测试系统上对单根Ag(TCNQ)的光致变色特性进行测试,激光照射后颜色由深蓝变黄;然后利用显微Raman光谱仪对其光致变色机理进行了研究,激光照射后的光谱图中出现了明显的TCNQ分子的特征中性峰.如照射时间较长,超过30s,则TCNQ分子特征峰又消失.因此Raman测试结果证明单根Ag(TCNQ)微/纳米结构具有明显可逆的光致变色特性.     

聚合物基微纳米复合材料的制备及微型注塑加工研究

微型高分子功能器件具有独特优点,发展迅速,应用广泛,是当今科学技术的重要前沿,迫切需要发展高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,实现其微型注塑加工。介绍了近年来作者课题组在聚合物基微纳米复合材料制备及其微型注塑加工方面的研究进展:通过有机/无机杂化、固相剪切碾磨、纳米复合、分子复合及熔融共混技术等制备适合于微成型加工的高性能多功能聚合物基微纳米复合材料,如尼龙11/钛酸钡压电复合材料、聚乙烯醇/羟基磷灰石生物医用纳米复合材料、聚氨酯/碳纳米管导电复合材料等。解决了微纳米填料难分散、复合体系难加工的难题,实现了聚合物基微纳米功能复合材料的微型注塑加工,研究了其流变行为和充填行为,调控和优化了微型制品的结构与性能,为制备高性能多功能的聚合物微型器件提供了新材料、新技术和新理论。     

纳米结构电磁工程微观原理研究

本文分析了金属／电介质纳米多层膜的电磁响应和能量转换的物理原理,提出了基本理论框架,讨论了电磁响应的前提条件,透射效应、电磁响应模式、等离子模型、响应模式效率和本构特性的尺寸效应。实验结果表明,超薄Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ膜在纳米范围内,随厚度变化,电导率、光学常数、介电常数、磁导率、载流子浓度和等离子体共振均存在尺寸效应。本文还讨论了纳米结构设计的基本原理。     

方兴未艾的微纳米艺术

微纳米艺术是这几年才新兴的一个非主流纳米学科分支。文章结合微纳米艺术的发展现状,阐述了微纳米艺术的内涵和分类,全面介绍了可用于发展微纳米艺术的主要纳米创作技术与方法。最后,围绕微纳米艺术发展的新动态,分析了若干微纳米艺术发展的新特征。     

微纳米三坐标测量机接触扫描探头稳定性分析(英文)

对微纳米三坐标测量机(CMM)高精度扫描探头的稳定性进行了分析.该扫描探头由带有球头的光纤探针、悬浮机构、二维角度传感器和微型迈克尔逊干涉仪4部分组成.光纤探针和悬浮片固定在一起,当光纤探针的球头受到触碰时,会带动悬浮机构的悬线发生形变,进而导致贴在悬浮片上的平面反射镜倾斜或在竖直方向上发生位移,前者由二维角度传感器进行感测,后者由微型迈克尔逊干涉仪进行感测.实验结果表明,环境温度的变化是影响探头稳定性的主要因素,探头中机械结构和部件对温度变化的敏感性要远远大于探头中光电器件对温度变化的敏感性.只要将探头放到一个恒温箱中,待恒温箱温度稳定4 h再开始测量,探头即可达到1 nm的分辨力和30nm的测量标准差.     

基于近场静电纺丝的微／纳米结构直写技术

基于近场静电纺丝（舾）,研究了可用于柔性电子制造的微／纳米结构直写技术．构建了电极、收集板可协调运动的直写实验平台,分析了电纺丝参数对微／纳米结构直写过程的影响和直写参数间的匹配．通过缩短电纺丝距离实现对直写过程的控制,分别采用直径为25μm的实心探针针尖和内径为232μm的空心注射针尖作为电纺丝喷头,可有序地直写出直径为50—500nm的纳米纤维和线宽为1—8μm的微米结构．实验结果表明：微米结构线宽随收集板速度和PEO溶液浓度的变大而变大;直写工作电压随收集板运动速度的变大而减小,随电极至收集板距离的增加而变大．协调电极与收集板运动速度,平行直写微米结构间距可控制在100-180μm之间．