我院教授段辉高发明“电子束线描光刻”技术为微纳光电器件研发定制提速百倍-湖南大学物理与微电子科学学院

我院教授段辉高发明“电子束线描光刻”技术为微纳光电器件研发定制提速百倍

创建于2016年04月18日星期一作者 : wlxyuser1 浏览量 :

近日，我校物理与微电子科学学院段辉高教授指导其研究生陈艺勤（并列第一作者）、向泉（并列第一作者）、李志琴、王雅思以及我校大一本科生孟语涵同学发明了一种线描光刻技术可大幅度提高电子束直写的加工效率（最高达到400倍）并显著降低了高密度图形加工时的邻近效应，为快速可靠地制作高精度微纳光电器件提供了一种解决方案。

微纳光电器件因具有重要的潜在应用价值，是目前物理学和信息科学等领域的研究热点。精确地制作高品质微纳光电器件及相关零/部件是该领域的关键技术之一。由于微纳光电器件具有极小的特征尺寸，目前其相关的基础研究、原型开发以及小批量定制都依赖于以电子束直写为基础的纳米加工技术。然而，电子束直写作为一种串行加工方法，虽然加工精度高，但同时也具有加工速度慢、加工成本高且邻近效应等缺点，极大地限制了其在微纳光电器件研发中的应用。

段辉高教授发明的该技术使金属功能结构的最小特征尺寸可大面积均匀地做到15nm，因而在纳米光学天线、高频电子晶体管以及高效率光电探测器等器件领域具有广泛的应用价值。相关工作近日已在线发表在纳米科技领域顶级期刊Nano Letters上（DOI：10.1021/acs.nanolett.6b00788，2015年影响因子13.6）。

（图为通过线描电子束光刻定义的金微纳结构。左图为光子筛状的金圆盘阵列，尺寸从100 nm到25 µm。图中标尺为10 µm。右侧上图为扑克牌的四种花色形状的金结构阵列。图中标尺为2µm。右侧中图为3 µm边长的金三角形阵列，其尖端的曲率半径为5 nm，而整个阵列的大小（如右上插图所示）为 5 mm X 5 mm。通过线描电子束光刻工艺将制作如此大面积的三角形阵列的制作时间从50 小时缩短到4小时，且三角形的尖端的曲率半径均匀为5 nm。右侧下图为金的六角形。主图标尺为2µm，插图标尺为200 nm。）

段辉高教授长期从事微纳加工技术及相关应用研究，在电子束光刻领域已有10余年经验。本研究依托我校微纳加工公用平台独立完成，并得到了自然科学基金委青年基金、面上项目、全国百篇优秀博士学位论文作者专项资金、新世纪优秀人才计划、湖南省杰出青年科学基金、湖湘青年英才计划、湖南大学首届交叉科学基金等项目的支持。

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