Однофотонный метод крупномасштабной лазерной 3D-аддитивной нанопечати

Исследователи из Инженерного колледжа Университета Purdue разработали запатентованную технологию однофотонной 3D-нанопечати. Данная технология обеспечивает более высокую эффективность создания сложных наноструктур высокого разрешения, быстрее и с меньшими затратами, чем традиционные технологии лазерной 3D-аддитивной нанопечати. Профессор машиностроения Лян Пан возглавляет группу, разрабатывающую технологию, которая позволяет осуществлять 3D-нанопечать при более низкой интенсивности лазерного излучения без необходимости использования фемтосекундных лазеров. Поскольку в данном случае не используются процессы сканирования в одной точке, обеспечиваются высокая скорость и высокое разрешение. Эта технология предполагает использование менее дорогих источников света. Таких простых, как лазерная указка. Что может снизить стоимость инструмента в 10-100 раз, говорит Лян Пан.

Скорость записи для каждого луча на несколько порядков выше, и мы можем расширить возможности параллельного сканирования с десятками или сотнями лучей. Однофотонная технология находит применение в исследованиях и использовании нанотехнологий, производственных процессах и здравоохранении.

Фемтосекундная лазерная двухфотонная полимеризация широко используется для изготовления 3D-наноструктур. Однако этот метод представляется дорогим и медленным, что создает значительные препятствия для его коммерческого использования, говорит Лян Пан.

Были разработаны альтернативные варианты для увеличения скорости и снижения стоимости, но они обеспечивают ограниченное разрешение и требуют, в отличие от предлагаемой инновации, мощных лазеров.

Метод, основанный на использовании одиночных фотонов, предполагает быструю запись на панели для создания объемных и сложных наноструктур для широкого спектра применения. Перечень известных областей применения включает нанолитографию, микроструктуры с нулевой жесткостью и структуры теплового интерфейса.

Мы продемонстрировали этот метод, напечатав структуры с разрешением 120 нанометров с помощью недорогого диодного лазера, говорит Лян Пан. Мы также продемонстрировали параллельную нанопечать с использованием лазерного луча с матрицей девять на девять.

Следующими шагами по пути развития технологии являются дальнейшее увеличение производительности сканирования и снижение стоимости инструмента.