둘

2023년 2월 10일

이 기사는 Science X의 편집 과정 및 정책에 따라 검토되었습니다. 편집자들은 콘텐츠의 신뢰성을 보장하면서 다음 특성을 강조했습니다.

사실 확인된

교정하다

작성자: Ultrafast Science

2014년 노벨 화학상은 초고해상도 형광현미경 개발로 수상되었습니다. 이 연구에서 영감을 받아 상하이 과학 기술 대학교(USST) 산하 광자 칩 연구소(IPC)의 과학자들은 초미세 그래핀 패턴 제작을 위한 혁신적인 레이저 스크라이빙 경로를 개발했습니다.

이 발견은 나노 세계를 향한 탄소 기반 광학 리소그래피의 회절 한계 장벽을 깨뜨렸습니다. 최근 "90nm 부회절 특징 크기를 갖는 그래핀 패턴의 2빔 초고속 레이저 스크라이빙"이라는 제목의 연구가 Ultrafast Science 저널에 게재되었습니다. 저자는 Xi Chen 교수와 Min Gu 교수입니다.

레이저 스크라이브 그래핀(LSG)의 패턴화된 구조는 장치의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 기존 제조 절차에서 단일 빔 레이저 스크라이빙 절차는 산화 그래핀(GO)의 광환원을 유도하여 LSG 패턴을 형성합니다. 회절 한계 장벽으로 인해 제작된 보고된 LSG 패턴의 선폭은 미세화되었으며 이는 회절 한계 장벽을 넘어 LSG 패턴의 특징을 달성하는 데 큰 어려움이 있음을 보여줍니다.

최근에는 초고해상 형광현미경을 기반으로 한 2빔 레이저 스크라이빙 기술이 보고되었다. 도넛 모양의 빔은 쓰기 빔에 의해 촉발된 광반응을 억제하므로 회절 한계 장벽을 넘는 선폭을 가진 수지 패턴을 생성할 수 있습니다.

“우리의 목표는 2빔 경로를 통해 초미세 그래핀 패턴을 제작하는 것입니다.”라고 Xi Chen 교수는 설명합니다. 그러나 GO 광환원의 억제 경로는 아직 실현되지 않았습니다. 중요한 과제는 레이저 구동 LSG 산화의 병목 경로를 달성하는 것입니다.”

Ultrafast Science 논문에서는 환원도가 높은 LSG의 광산화 경로가 밝혀졌습니다. 펨토초 레이저 빔 스크라이빙을 통해 LSG에서 OLSG(산화 레이저 스크라이빙 그래핀)로의 화학적 변화가 유도될 수 있습니다.

산화 메커니즘을 기반으로 도넛 모양의 환원 레이저 빔과 구형 산화 532 nm 빔이 LSG 제조를 위해 동시에 제어됩니다. 구형 빔은 LSG를 OLSG로 전환하여 LSG 라인을 두 개의 부회절 기능 세그먼트로 분할합니다. 최소 LSG 선폭이 90nm인 LSG 패턴이 달성되었습니다.

"그래핀은 탄소 전자공학의 기초 재료입니다. 2빔 레이저 스크라이빙 절차는 차세대 마이크로/나노 회로 제조를 위한 강력한 전략을 제공합니다"라고 Min Gu 교수는 말합니다.

추가 정보: Xi Chen 외, 90nm 부회절 형상 크기를 사용한 그래핀 패턴의 2빔 초고속 레이저 스크라이빙, Ultrafast Science(2022). DOI: 10.34133/ultrafastscience.0001

울트라패스트 사이언스 제공