纳米结构制备进展：金纳米薄膜上的激光直写

西安交通大学的梅雪松和崔建磊领导的研究小组在纳米技术领域取得了重大进展。他们成功地使用纳秒激光照射的悬臂扫描近场光学显微镜（SNOM）探针尖端在金纳米薄膜上直接写入纳米结构

在纳米技术中，制造超出衍射极限的纳米结构一直是一个重大挑战。传统的光学光刻受到衍射极限的阻碍，电子束光刻不适用于金属纳米薄膜。扫描探针光刻（SPL）为纳米制造提供了一种解决方案，但每种SPL都有其独特的应用条件

在这项研究中，研究人员使用了由纳秒激光器、光学元件和原子力显微镜（AFM）组成的激光直写系统。激光聚焦在SNOM探针的尖端孔径上，该探针用于在Au纳米膜上直接写入亚波长纳米结构，而不需要掩模或真空气氛

研究结果发表在《工程》杂志上。

该团队在金纳米薄膜上获得了83.6 nm的最小线宽和约167.8±6.6 nm的可重复线宽。他们还研究了影响纳米结构特征宽度的因素，如单脉冲能量（EL）和极化（α）

理论计算表明，SNOM尖端下的椭圆热分布在尖端垂直和水平扫描时产生了不同的线宽

能量色散谱仪（EDS）的元素分析表明，该方法的机理是Au纳米薄膜的熔化而不是氧化。局部激发的表面等离子体激元（SPP）在尖端下方产生高温点，为高分辨率纳米制造提供纳米级能源

这项技术被认为对纳米结构制造既方便又经济，有可能应用于多种材料的纳米光刻，甚至应用于纳米焊接 More information: Xuewen Wang et al, Direct Writing Nanostructures on Au Nano-Film by Laser Irradiating Cantilevered Scanning Near-Field Optical Microscope Tip, Engineering (2024). DOI: 10.1016/j.eng.2024.07.014