瞬間製作出金屬奈米結構
- 上線日期：2010/3/12 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
金屬奈米結構是很多奈米級元件組成的關鍵要素，例如分子電子元件的電極、磁性記憶體以及利用金屬表面電漿子(surface plasmon)共振的光子元件。然而，如何快速製作出尺寸大小可以控制的金屬奈米結構，仍是一個值得研究的工作。
最近，美國普林斯頓大學的研究人員發展出一套可以加速與簡化金屬圖案化(patterning of metals)製程的新技術。他們的作法是先將透明的石英模壓印在晶圓上的金屬薄膜，再以脈衝寬度只有20 ns的雷射照射，金屬的表面會短暫的熔化數百個奈秒，然後在石英模周圍重新結晶。這種超快的單步驟(one-step)處理，可以取代傳統需經多次光阻曝光顯影、蝕刻和移除光阻劑後才能完成的圖案轉移法(pattern transfer)。為證明此方法可行，研究團隊分別製作了鎳、銅、金與鋁等四種金屬光柵，其週期為200 nm，線寬為 100 nm。
此技術成功的關鍵在於使用了準分子雷射(excimer laser)，這種雷射通常應用在雷射手術中。由於它能只針對材料最薄的表面層進行加熱，因此不會傷害到表面層以下的材料。此外，它對基板產生的熱效應也最小，因此壓模與基板的熱膨脹係數不需要相同，例如研究人員可以使用石英壓模與矽基板的組合。
此製程技術極具發展性，例如直接在貴金屬(noble metal)薄膜上製作孔洞陣列，利用異常光穿透(extraordinary optical transmission, EOT)現象來做為生物感測器。除了製作金屬材料的奈米結構外，也可以使用平滑的石英壓模來得到更平滑的金屬表面，這對表面電漿子共振元件而言十分重要，因為越光滑的表面損耗越低，靈敏度將因而提升。詳見Nanotechnology 21, p.045303 (2010)。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/41666
譯者:謝德霖(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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