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我国科学家在三维纳米结构的可控加工方面取得重要进展

来源:科技部 2019-03-13 16:32:27

三维微/纳结构具有更大空间自由度、更丰富和更新奇的功能特性,在力学、生物医学、微电子及微纳光子学等领域展示出巨大优势和应用前景。然而,目前主流的微/纳米制造技术是基于平面工艺,不能直接用于三维微/纳米结构的加工。近年来,三维加工方法和技术已有较大的进展和突破,如多层叠加、激光三维直写和3D打印等,但是在纳米尺度上进行可控的三维加工仍面临巨大挑战。
  在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项“应变诱导大面积纳米结构的可控加工方法及应用基础研究”项目支持下,中国科学院物理研究所顾长志团队基于宏观传统折纸工艺带来的灵感,提出了聚焦离子束应变诱导的折叠加工方法,可以实现从微米到纳米尺度的可控折叠或弯曲加工,并利用其加工出了具有内禀手性特征的三维折叠超表面结构,实现了自旋光分辨和巨大的圆二色性值,解决了自旋光有效调控中的关键难题。实验结果表明,随着折叠角度的优化,这种折叠超表面在红外波段的圆二色性值可高达0.7。
  该折叠加工方法灵活直接、加工精度高、简单实用,并与平面工艺兼容,具有结构自由度高及三维构型动态可控等特点,是一种非常具有前景的三维加工新方法。构筑出的折叠超表面结构具有深亚波长特性,能高效地调控不同自旋光的传播行为,从而可实现光学波段高性能、微型化光自旋开关器件,在微型圆偏振器、自旋探测器、自旋光信息处理、手性光学成像和非线性光学等领域具有广泛应用前景。      

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