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鲁汶大学(比利时)的研究人员开发了一种高分辨率的光刻工艺,用来图案化金属有机框架(MOF)薄膜。这项发表在《NatureMaterials》杂志上的研究将加速这些材料在微芯片中的集成。
金属有机框架(MOF)是由有机分子和金属离子组成的分子海绵。这些材料在低功耗处理器、电阻存储器、传感器和柔性电子器件等高科技微型化设备中有较大的应用前景。鲁汶大学膜分离、吸附、催化和光谱中心(cMACS)的RobAmeloot教授说,MOF和微电子界都在努力将MOF集成到微芯片中,这需要两个关键的工程步骤:薄膜沉积和光刻图案。
年,Ameloot教授团队开发了MOF薄膜的化学气相沉积,这种方法与工业芯片制造兼容。现在,该团队取得了更大的进展,实现了纳米分辨率的MOF薄膜直接光刻。传统的光刻技术使用牺牲层,即所谓的光刻胶,将图案转移到所需材料中。光阻剂的使用使工艺复杂化,并可能导致高孔MOF薄膜的污染。
我们的目标是消除光阻剂的使用,并且仍然拥有高质量的MOF图案。鲁汶大学博士后研究员、该论文的第一作者MinTu说。我们的方法是基于对MOF薄膜进行选择性的X射线或电子束曝光,从而诱导其发生化学变化,使其能够通过普通溶剂去除。这个过程完全避免了抗蚀剂层,从而大大简化了图案化,同时保证了图案化MOF的物理化学性质完好。此外,还具有图案化更小尺寸的功能,我们的技术已经与现有的纳米加工工艺兼容。为了证明这种方法的能力,我们制造了一个响应有机蒸汽的光子传感器。我们是第一个实现这些高度多孔材料的直接高分辨率光刻的人。我们已经找到了一种方法来在表面上图案化MOF材料。现在,是时候将它们设计并实现在微型化设备中了。
论文标题为《DirectX-rayandelectron-beamlithographyofhalogenatedzeoliticimidazolateframeworks》。