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【纳米尺度-- 纳米结形成形新办法
纳米尺度制造是基于理学/化学/生物原理的制造办法,重点科研纳米结构生长、加工、改性、组装等纳米制造新办法与新工艺,以及纳米尺度制造过程中结构与器件的性能演变规律。近年来,我国重点着眼于基于理学/化学/生物等原理的纳米尺度制造理论办法、技术与应用探索科研,发展了以纳米压印、纳米切削等办法为核心的纳米尺度制造工艺,并取得了有些可喜的科研成果,初步形成为了纳米尺度制造理论与办法,明显提高了制造学科的科研水平,为高精度传感器、有效率微能源、集成微纳系统、后摩尔时代电子器件和集成电路的科研和应用奠定了基本。
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【微纳3D直写技术】
科研人员提出了基于结构光场的微纳3D直写原理与办法,采用位相光+空间光调制、高速率数据刷新的结构光场技术,可实此刻任意型面上写入任意繁杂结构,突破了传统干涉系统只能制造周期结构的重大困难和技术瓶颈,特征结构接近 λ/4,355nm 波长下可实现100nm—10μm 周期连续可调的微纳结构,且结构调节分辨率达到亚纳米量级,写入速度>3000mm /min,是电子束光刻速率的1000倍以上,是拥有自主知识产权的纳米结构有效制备的创新办法,实现了大面积纳米结构的可控、快速和高精度制备,如图1,采用自主发明的空间位相联合调制光学系统,支持纳米和微米结构混合直写,突破了高精度米级幅面双驱龙门结构研制、飞行同步揭发掌控、3D导航自动聚焦等关键技术。
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图 1 结构场微纳3D直写原理与办法
【纳米混合印刷技术】
科研人员发明了功能结构的“纳米压印+增材填充”复合制造工艺,实现了微金属网格型透明导电膜(电极)、嵌入电子器件、柔性传感器的创新制造。为处理微纳米结构腔体功能材料填充不均的困难,提出了电场辅助纳米刮涂填充技术,利用电润湿降低材料填充过程中的边缘效应和界面能量壁垒,实现了多种功能材料在高深宽比微纳米结构腔身体的靠谱填充,阐明了电场辅助的型腔刮涂填充机理。采用“纳米压印+增材填充”技术制备的透明电容触控屏,已进入产业化应用,实现了无蚀刻大尺寸透明电极和柔性电路的绿色制造,颠覆了柔性电路需要蚀刻工艺的传统思路。其中8--70寸透明电容触控屏已批量应用,8--70寸基于纳米银微网格的透明电容触控屏和基于微纳结构超薄导光膜已批量应用,制品被美国、欧盟和日本著名品牌(亚马逊、宏基、IYAMA、微软Surface、HP、Sharp等)采用;推出的智能信息交互终端威讯宝VisionBoard(55寸、110寸双屏),实现了视频会议、上网、电视、白板、演示和娱乐等全功能特征。
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【大幅面滚压印制造办法与技术】
卷对卷滚压印制造技术是一种简单、低成本、高通量复制微纳米尺度图形的有效制造方式,正逐步作为可替代传统光刻制造的纳米制造技术,科研人员围绕卷对卷滚压印制造技术的高精度微纳尺度压印模具、压印过程中的动力学分析等方面开展了一系列科研工作,为微纳结构的高通量、工业规模化制造的实现供给了一种新途径,满足了半导体和电子行业最新的发展需要。科研人员进行了柔性基底上纳米结构及器件的批量制造工艺验证,开发了UV 纳米柔性压印拼接办法与系统,幅面达800 mm×600 mm,为大面积纳米模具的制备供给了新思路和处理办法,实现了50nm—30μm范围的制造工艺。该工艺在大尺寸透明导电膜等材料上得到了应用,缩短了纳米制造通向应用的距离。
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