鑽石舞台

摘要：南方科技大學超快激光微納製造實驗室徐少林教授課題組利用低數值孔徑物鏡（NA = 0.1）聚焦整形矢量光束，在遠場實現了線寬157 nm（λ/3）的金屬納米線製備，達到衍射極限的1/20。該納米加工工藝能夠進一步兼容多焦點光束整形技術，實現了多焦點高效並行加工超衍射極限金屬納米線陣列。

關鍵詞：Advanced Materials Technologies，金屬納米線，矢量光束，並行加工，南方科技大學超快激光微納製造實驗室

金屬納米線由於其獨特的機械、電學和光學性能引起了人們極大的研究興趣。近年來，納米線製備技術的發展促進了各種基於納米線的微型化功能器件的發展，包括電化學傳感器、柔性電極、SERS芯片等。然而，這些應用場合仍然面臨着在任意環境條件下，在器件選定區域穩定高效製備納米線的挑戰。與極紫外光刻和電子束光刻等高精度光刻技術相比，對於納米線的定製化需求，激光無掩模光刻技術更具成本優勢。超快激光直寫技術已展現出在多種材料上實現精確可控納米加工的能力，且對加工條件不敏感。提高物鏡數值孔徑是提升激光加工分辨率的常用手段，但是面臨焦深極小等問題。如何利用低數值孔徑物鏡在遠場實現超衍射極限納米線的加工仍然是該領域的一個關鍵問題。

近日，南方科技大學超快激光微納製造實驗室徐少林教授課題組報道了一種利用低數值孔徑（NA = 0.1）物鏡聚焦空間整形飛秒矢量光束製備金屬納米線的技術。通過精心調製雙峰光束在聚焦平面的強度分布，納米線寬度可以實現遠超衍射極限，且形狀特徵可調。基於孵化效應和光學近場增強燒蝕效應的共同作用，採用的多道次掃描策略可以提高納米線表面質量，同時減小納米線的寬度（~157 nm，λ/3）。此外，這種多道次掃描策略可以兼容到空間光調製器多焦點分束技術中，實現納米線的高效單次並行加工。從而，研究者實現了激光一步高效並行加工超衍射極限金屬納米線陣列。

綜上所述，此項研究提出的採用低數值孔徑物鏡的激光直寫方法能夠在微器件選定區域內製備出遠超衍射極限尺寸的金屬納米線陣列，且成本低、靈活性高、對材料和環境的敏感性小。研究者相信，此項工作將引起激光納米製造、微型化功能芯片和柔性電子器件領域研究者的極大興趣。相關論文發表在Advanced Materials Technologies上。