可彎曲式光電技術(shù)大躍進(jìn)

軟性電子在過(guò)去十年已有重大進(jìn)展，衍生出許多新穎應用，例如電子紙顯示器、人工皮膚與電子眼成像等。然而，這方面光電技術(shù)卻趕不上發(fā)展，特別是在納米等級的應用，原因在于一般納米制作技術(shù)(如電子束光刻術(shù)等)無(wú)法施用在可彎曲式或曲面基板上，而軟光刻技術(shù)雖能在軟性電子上揮灑自如，卻因分辨率限制而無(wú)法準確制作納米級組件。

由波士頓大學(xué)Hatice Altug所領(lǐng)導的研究團隊最近利用納米模版光刻術(shù)，在玻璃、硅與氟化鈣等剛性表面上制作納米組件圖案，而且制成的組件的光學(xué)響應與電子束光刻術(shù)制作者一樣好。

納米模版光刻術(shù)與美術(shù)上的模板印刷概念相同，差別在于尺寸大小。Altug等人在氮化硅(SiN)薄膜上制作了含預設鏤空圖案的模板，然后將模板置于聚合物基板上并沉積一層金屬。移除模版后，可以得到幾何形狀與模版開(kāi)孔近乎相同的納米微粒圖案轉移。沉積完成后，模版可以清洗并重復使用。

該團隊目前已能在可彎曲式基板上制作大范圍的納米圖案，例如在聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚對二甲苯(parylene-C)及低密度聚乙烯薄膜(保鮮膜)等非常規基板上，成功制作電漿子天線(xiàn)數組與超穎材料(metamaterials)。例如他們在PDMS基板上，以?xún)?yōu)于10 nm的精確度制作犀利的納米結構，因此能大量制作邊長(cháng)不到100 nm的蝴蝶結狀天線(xiàn)結構。此外，此種納米結構還能調變─對可彎曲式基板施加機械應變可改變電漿子結構的共振。

Altug表示，現有的納米制作技術(shù)為平面制程，要在直接在非平面基板上制作納米圖樣相當困難。他們的作法是先將納米結構制作在平坦的可彎曲式聚合物薄膜上，再以此薄膜作為載體把納米結構直接移轉至曲面。必要時(shí)，再以選擇性蝕刻移除聚合物，將納米結構留在曲面上。該團隊利用此技術(shù)成功地將電漿子納米微粒轉移至光纖表面，得到的「光探針」可用來(lái)監控體內血流或深層組織的變化，也能用來(lái)監控受污染的惡劣環(huán)境。

相較于軟性光刻術(shù)需要多次圖案轉移，納米模版光刻術(shù)只需一個(gè)步驟就能簡(jiǎn)單制作各種納米結構，不僅省時(shí)又省錢(qián)。研究團隊計劃將此制程技術(shù)最佳化。