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研究進展
化學所在微納米電路制備方面取得系列進展

    時間:2015-09-14 字體大小[]

      功能納米材料作為構建具有精細微納結構的功能器件的基本材料單元,在光、電、磁以及生物等領域的器件制備方面具有重大的意義,因而使得納米材料的精確組裝以及圖案化技術成為目前納米科學技術領域的一大研究熱點。 

      在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的大力支持下,中國科學院化學研究所綠色印刷重點實驗室研究員宋延林課題組的科研人員利用綠色納米打印與印刷技術,在功能納米材料的可控組裝、精細圖案化技術以及器件應用方面開展了一系列廣泛而深入的研究(Adv. Mater. 2014, 26, 6950-6958)。他們通過調控墨水、基材等打印條件,成功制備了一系列特殊結構和圖案:利用咖啡環現象制備線寬可達5 μm的金屬納米粒子圖案(Adv. Mater. 2013, 25, 6714-6718);利用墨水的三相線滑移現象制備了具有特殊三維結構的圖案(Adv. Opt. Mater. 2013, 2, 34-38; Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 2237-2242);通過噴墨打印磁性墨水制備了特殊三維柱狀結構(Small 2015, 11, 1900-1904);利用軟基材噴墨打印制備了微坑及凹槽結構(Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 3286-3294)。在應用方面,他們利用這些打印、印刷制備的結構與圖案實現了等離子光波傳輸(Adv. Mater. 2014, 26, 2501-2507);高靈敏檢測(Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5791-5795; Nanoscale 2015, 7, 421-425);量子點圖案(Small 2015, 11, 1649-1654);生物細胞分離(ACS Appl. Mat. Interfaces 2015, 7, 9060-9065)等應用。 

      在這些研究的基礎上,他們通過噴墨打印技術構筑微米尺度的電極圖案作為模板,控制納米材料的組裝過程成功制備了最高精度可達30 nm的圖案(圖1),并實現了柔性電路的應用(圖2)。這種新型的圖案化技術非常簡便地實現了功能納米材料的微納米精確圖案化組裝,在過程中完全避免了傳統的光刻工藝,這種全增材制造的方法通過先打印,再印刷的方式,能夠大面積制備納米材料組裝的精細圖案和功能器件,是綠色納米印刷技術在前沿科學領域實現的一大突破,對印刷技術的功能化和器件化發展有著重大的推動作用。該研究成果發表在近日出版的《先進材料》(Adv. Mater. 2015, 27, 3928-3933)上。 

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