俄开发激光打印硅纳米颗粒技术 速度快、制造成本低

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日期:2021-05-19 15:35:32    来源:科技日报    

俄罗斯远东联邦大学和俄罗斯科学院远东分院自动化过程控制研究所科研人员开发出一种激光打印硅纳米颗粒的技术。该技术的优势在于速度快、制造成本低,能够用颗粒覆盖大面积的区域。这将使虚拟现实(VR)眼镜和其他电子产品变得更小,制造成本更低。

硅纳米颗粒是生产微型光电开关、超薄计算机芯片、微生物传感器和遮蔽涂层以及“超表面”的构建基础。借助激光印刷的硅“纳米块”可以控制入射到其上的光波的振幅、光谱和传播方向等主要特性。由此,可以通过实现光波的聚焦来获得图像,从而完全抑制光波在所需方向上的传播。

通过激光在基板上印刷的硅纳米颗粒阵列形成的“超表面”有着广泛的应用前景。这些领域包括光子计算机芯片、传感器和大量基于光学元件的设备,如VR眼镜等。建立在仅一层硅纳米颗粒“超表面”上的电子元器件会更薄、更轻、更便宜。

俄远东联邦大学研究生、俄罗斯科学院远东分院自动化过程控制研究所助理研究员谢尔盖·休巴耶夫称,利用激光打印可获得厚度只有一个粒子的平面光学元件,例如微型透镜或衍射光栅,而这些是用于太阳镜偏振透镜、空气质量评估或者恒星研究中的主要元件。他说,得益于先进的技术,打印中硅半球可以快速廉价地覆盖大面积的基板。此外,在表面上的每个点,可以通过主动使用激光束的直径和被动使用原始硅膜的厚度两种方式控制纳米粒子的大小和性质。

俄远东联邦大学太平洋量子中心高级研究员、俄罗斯科学院远东分院自动化过程控制研究所高级研究员亚历山大·库奇米扎克说,硅是一种廉价材料,具有最佳的折射率和光学损耗比,以及对环境条件的化学稳定性,是可见光区工作的纳米光子学构件的理想材料,包括可穿戴设备和VR装备的光学元件。他指出,寻求从硅获得纳米结构的经济高效且灵活的技术是一种全球研究趋势,其背后是纳米光子学发展的新前景,硅超表面的激光印刷是此项技术之一。(记者 董映璧)

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