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我國科學家在三維納米結構的可控加工方面取得重要進展

2019年03月19日 17:20:20字號:T|T

    三維微/納結構具有更大空間自由度、更豐富和更新奇的功能特性,在力學、生物醫學、微電子及微納光子學等領域展示出巨大優勢和應用前景。然而,目前主流的微/納米制造技術是基于平面工藝,不能直接用于三維微/納米結構的加工。近年來,三維加工方法和技術已有較大的進展和突破,如多層疊加、激光三維直寫和3D打印等,但是在納米尺度上進行可控的三維加工仍面臨巨大挑戰。

    在國家重點研發計劃“納米科技”重點專項“應變誘導大面積納米結構的可控加工方法及應用基礎研究”項目支持下,中國科學院物理研究所顧長志團隊基于宏觀傳統折紙工藝帶來的靈感,提出了聚焦離子束應變誘導的折疊加工方法,可以實現從微米到納米尺度的可控折疊或彎曲加工,并利用其加工出了具有內稟手性特征的三維折疊超表面結構,實現了自旋光分辨和巨大的圓二色性值,解決了自旋光有效調控中的關鍵難題。實驗結果表明,隨著折疊角度的優化,這種折疊超表面在紅外波段的圓二色性值可高達0.7。

    該折疊加工方法靈活直接、加工精度高、簡單實用,并與平面工藝兼容,具有結構自由度高及三維構型動態可控等特點,是一種非常具有前景的三維加工新方法。構筑出的折疊超表面結構具有深亞波長特性,能高效地調控不同自旋光的傳播行為,從而可實現光學波段高性能、微型化光自旋開關器件,在微型圓偏振器、自旋探測器、自旋光信息處理、手性光學成像和非線性光學等領域具有廣泛應用前景。

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