节能环保与低成本是新兴产业(新能源、新型显示、新材料)发展的两大主题,必然要求探索大尺寸下高效纳米加工新方法与机理这一共性问题,为新型纳米器件与材料研究提供基础技术与方法。本项目研究大尺寸(>12")柔性衬底栅上实现20nm-200nm结构的原理方法和基础条件(实验装置、理论和工艺链),表征典型金属纳米薄膜器件制造机理与特性。提出"浸没干涉光学头"核心方案,解决(1)深纹纳米结构形成与表征(2)空间调制的平铺频闪光刻(TFP)的加工效率与精度对纳米结构性能的影响(3)脉冲高功率光场与材料相互作用的可调参量与特征模式;在此基础上,研究柔性化金属-介质纳米结构的制造机理与流程等难题,研究并建立"支持纳米结构制造的紫外激光干涉直写和工艺链(纳米压印等)"重大实验装置,形成有特色的纳米制造模式,为柔性化纳米制造提供关键技术基础。提供金属-介质纳米薄膜(偏振等)样品验证与评价。
3D optical field;flexible;nanostructure;Interference lithography;UV laser
针对新材料、显示、柔性光电子等领域对节能、环保与低成本的重大需求,本项目致力探索大尺寸下纳米加工的新方法和机理,研究高速率纳米制造的关键技术。主要包括像素尺度下纳米结构混合光刻技术、傅立叶变换光路与位相调制连续变频微纳光场形成方法、柔性光电子衬底材料制造的工艺链等内容。通过空间位相联合调制和纳秒时序平铺频闪曝光,351nm波长下,0.5um像素内特征结构100nm(深宽比可达3:1),定位精度?20nm,光刻效率300-3000平方毫米/分,实现了4-16Tb海量数据直写,制备了32寸深纹(5微米)结构模具;实现像素光场0-5000线/mm连续空频改变的原理设计与实验系统构建,结构调控精度达0.1nm,制备了变焦距菲涅耳透镜阵列、变空频和取向的亚像素纳米光栅、深纹纳米压印模具和压印样品。基于混合光刻和卷对卷纳米压印技术,通过产学研合作,研制了多台套基于微纳混合光刻原理和UV纳米组合压印机理的设备,建立了柔性功能材料纳米制造的工艺验证制程。完成大尺寸透明导电膜、颜色显示膜及微透镜阵列膜的一致性、可靠性验证和创新应用。本项目融合了基础、技术和示范应用的各环节,形成了有特色的纳米制造创新模式,建立了大尺寸纳米制造的共性关键技术基础。在高速率微纳混合直写技术、纳米精度的连续变空频微纳结构调控方法、大尺寸纳米压印模具制造等方面,填补了空白,具有行业领先水平,将为大尺寸纳米器件与材料研究与创新应用提供系统性支撑。