【產通社，12月11日訊】湖南大學（Hunan University）官網消息，其機械與運載工程學院段輝高教授指導其研究生陳藝勤及畢開西近期發(fā)明了一種高分辨聚焦離子束加工新工藝，為快速、高精度制造納米光學天線結構提供了一種全新的制造途徑，相關工作以“Rapid Focused Ion Beam Milling Based Fabrication of Plasmonic Nanoparticles and Assemblies via 'Sketch and Peel' Strategy”為題在線發(fā)表在納米科技領域頂級期刊ACS Nano上（DOI：10.1021/acsnano.6b06290，2015年影響因子13.3）。
 
聚焦離子束銑加工（FIBmilling）作為微納制造的關鍵技術之一，具有無需掩模、無需抗蝕劑、無需溶劑等優(yōu)點，在功能圖形的高精度加工及光電器件原型開發(fā)等領域被廣泛應用。近年來，聚焦氦離子束更是憑借其超高分辨能力在極小尺度、極高精度加工（優(yōu)于10nm）中具有不可替代的作用。然而，聚焦離子束加工本質上是一種通過高能量離子束直接濺射去除設定區(qū)域材料的減法制造工藝，因此通常僅被運用于制作微納反結構（例如納米孔隙、狹縫等）圖形。而對于更加普遍實用的顆粒狀微納結構（例如光學納米天線及陣列），其加工過程需要運用聚焦離子束去除顆粒周圍絕大部分面積的材料，因此加工效率低、目標結構損傷大且分辨率受到極大限制。
 
針對此問題，段輝高教授研究組提出了一種“輪廓加工”新工藝。相比于傳統制造方法，該工藝只需預先用聚焦離子束刻蝕出目標結構的輪廓使其與周圍的金屬薄膜完全隔離，然后通過選擇性地去除輪廓外多余的金屬薄膜而獲得目標結構。在該工藝中，由于材料去除的面積大幅度降低，因而加工效率可得到極大提升。對于稀疏圖形，加工效率最高可提高上千倍，且可實現更高的加工精度和更少的結構損傷。研究表明該方法對于10nm尺度到100nm尺度的任意尺寸結構都有效，因而在納米光學天線制造、平面透鏡開發(fā)、超敏探測器件制作等領域具有廣泛的應用價值。
 
本研究依托學校微納加工公用平臺完成，并得到了自然科學基金委青年基金、面上項目、全國百篇優(yōu)秀博士學位論文作者專項資金、新世紀優(yōu)秀人才計劃、湖南省杰出青年科學基金、湖湘青年英才計劃等項目的支持，國防科技大學、南京大學為合作單位參與了本研究。

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