【动态】中山大学金崇君教授ACS Nano 三维纳米结构制备重要进展

纳米科技的发展对纳米结构的高精度可控制备有较强的依赖性。三维纳米结构由于其具有更大的空间自由度、更丰富的物理特性和功能特性，在纳米存储、超材料、等离激元器件等领域得到广泛应用。

然而，传统的微纳加工技术（例如电子束直写、聚焦离子束刻蚀和无掩膜曝光等）虽然可以在平面衬底上高精度地定义任意一维或二维的图案，但在三维纳米结构的制备上依然存在诸多限制。所以，怎样有效地构筑三维纳米结构及其功能器件引起了众多研究者的极大兴趣。

近日，中山大学材料学院材料科学与工程学院、光电材料与技术国家重点实验室的金崇君教授研究组发展了一种简便、高效、普适的基于水溶性牺牲层辅助的纳米转印及三维组装技术，将包含金光栅的纳米结构转移至聚二甲基硅氧烷（PDMS）柔性衬底上。

同时，通过自组装单分子层调节PDMS/纳米结构以及纳米结构/目标衬底之间的粘性，将纳米结构有效地从PDMS衬底转印到目标衬底上。最终，重复上述纳米转印过程进行三维组装，实现了大面积、无裂缝的三层旋转金纳米光栅结构（下图）。

更进一步，基于此三层旋转金纳米光栅结构，他们在近红外波段（2000-4000 nm）实现了高效率的宽带偏振旋转（下图）。

此外，该器件的总厚度仅为780 nm，使其作为集成光路组件成为可能。

该研究表明，这种水溶性牺牲层辅助的纳米转印及三维组装技术有望为三维纳米结构、亚波长光学器件的制备提供一个可能的解决方案。

郑超群硕士生和沈杨研究员为共同第一作者，金崇君教授为通讯作者。该研究已申请国内发明专利 （CN 108528078A  2018. 09. 14），具有自主知识产权。

该研究成果以题为“Layer-by-Layer Assembly of Three-Dimensional Optical Functional Nanostructures”的论文在线发表在ACS Nano 2019, 13, 5583−5590。

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.9b00549