雷射能將金屬柵變成奈米點陣列
- 上線日期：2009/8/18 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
金屬奈米點(nanodot)的可應用在如催化、環境修復(environmental remediation)、DNA偵測與高密度資料儲存等領域，其中某些應用需要週期性金屬奈米點陣列，而目前主要製作方法包括以自組成為主的溼式化學處理與以微影術為主的奈米圖案化技術。溼式化學處理有高產量的特性，但奈米微粒成份必須為水溶性或具生物相容性。而電子束微影術與聚焦離子束等微影工具雖能得到的排列規則且大小相近的奈米點，產量卻很低。
為解決這個問題，美國普林斯頓大學的研究人員發展出一個既新穎又簡單的方法，來製作大面積的週期性金屬奈米點陣列。該團隊將此低成本、高產量的技術稱為熔化誘發碎裂(melting induced fragmentation, MIF)。
首先，研究人員利用奈米壓印微影術(nanoimprint lithography, NIL)在基板上製作出金奈米柵圖案，接著以單發雷射脈衝熔化奈米柵，在線狀液體的雷利不穩定性(Rayleigh instability)作用下，奈米柵圖案會碎裂並形成週期排列的圓型金屬奈米點陣列。
為了進一步改善奈米點的週期性，在進行金屬柵微影術前，研究人員改用事先圖案化的基板，以加強控制稍後因熔化而產生的碎裂過程。基板上預製的淺溝槽與金屬柵的走向垂直，有助於熔化的金屬順利流入溝槽與柵的交點，以降低系統能量。因此奈米點在原奈米柵方向上的週期，不再取決於天然的MIF作用，而是由基板上淺溝槽的週期所主宰，這使奈米點陣列的週期性變得更規律。
上述方法承襲了一般NIL技術的低成本、高產量特點。此外，寬度僅20 ns的雷射脈衝對基板造成的熱效可以被忽略，因此MIF技術可以應用在更多基板材料上，包括塑膠。這個簡單的製造方法可以推廣至其他材料，也能廣泛地應用在各種領域如磁學、電漿子學、表面增強型拉曼散射與其他光電元件。詳見Nanotechnology 20, p.285310 (2009)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/39824
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)
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