多重图案聚合物笔化学剥离印刷术的探索和机理研究以及在等离子体金属纳米结构加工上的应用

Nanolithographies having high-throughput nanometer precision through scientific innovation can be used to better understand the scientific phenomenon at the nanometer scale, and have broad application prospects in various fields. How to achieve nanoscale patterning while reducing processing cost is one of the key challenges in nanolithographies, which is widely used in electronics, energy, materials, biology, medicine and other fields. This proposal intends to explore and study the surface molecular chemical reaction at the nanometer scale and the compression deformation of flexible materials, revealing its key influencing factors. Based on this, we proposed multiple-patterning polymer pen chemical lift-off lithography method. It not only avoids the unwanted diffusion problem of ink molecule during patterning process, but also can realize controllable nanometer scale precision patterning, and it is expected to realize sub-5 nanometer scale molecular pattern. A series of different nanopatterns will be implemented for different application scenarios. The proposed method will also be used to fabricate plasmonic metallic nanostructures with tunable optical properties. These plasmonic nanostructures will be then applied as sensor for the detection of trace amount of biomolecules.

通过科学创新实现高通量纳米级精度的的纳米印刷技术，可以用于更好地理解纳米尺度的科学现象，在各个领域都有拥有广阔的应用前景。如何实现纳米级分辨率的图案加工同时降低加工成本是当前纳米印刷技术其中的关键挑战之一，以广泛运用于电子、能源、材料、生物、医学等领域。本申请书拟通过对纳米尺度下表面分子化学反应和柔性材料的受压形变进行探索和研究，揭示其关键影响因素。在此基础上拟提出的多重图案聚合物笔化学剥离印刷术，它避免了纳米图案化过程中的墨水分子扩散问题，可以实现可控纳米精度的图案印刷，并有望实现5纳米图案的加工精度。针对不同的应用场景，将实现一系列不同纳米图案。这项新的方法还将被运用于加工等离子金属纳米结构，并实现光学性质精密调控。这些等离激元金属纳米结构将被应用于生物分子的痕量检测。

通过科学创新实现高通量纳米级精度的的纳米加工技术，可以用于更好地理解纳米尺度的科学现象，在各个领域都有拥有广阔的应用前景。如何实现纳米级分辨率的图案加工同时降低加工成本是当前纳米印刷技术其中的关键挑战之一，以广泛运用于电子、能源、材料、生物、医学等领域。本研究提出了纳米结构加工的简易方法，它避免了纳米图案化过程中的墨水分子扩散问题，可以实现可控纳米精度的图案印刷。新的加工方法成功将被运用于加工光学结构，等离子金属纳米结构，并实现光学性质精密调控，本研究实现了多种纳米结构，成功运用于高效的生物分子递送，增强钙钛矿薄膜光电器件，以及实现干细胞调控等应用。