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超材料的新纳米加工工艺

哈佛大学工程与应用科学学院应用物理专业的研究生凯文·沃拉(Kevin Vora)在实验室检查了一个样本,由Eric Mazur教授领导的SEAS的同事们开发了一种制作工艺,可以创建三维图案的纳米结构。作者:Eliza Grinnell / SEAS随着哈佛大学物理学家利用短而强大的激光脉冲在材料中创建微小银点的三维图案,超材料的发展继续向前发展,这对于构建隐形斗篷等未来设备至关重要应用物理学已经清除了先进材料开发中的一个重要障碍,称为超材料,以不寻常的方式弯曲光线工作在适用于红外光的范围内,哈佛团队使用极短且强大的激光脉冲来创建三维模式材料中的微小银点这些悬浮的金属点对于构建未来主义d是必不可少的像隐形斗篷这样的设备新的制造工艺,在应用物理快报杂志中描述,将纳米级金属光刻技术推进到三个维度 - 并且它的分辨率足够高,可以用于超材料“如果你想要一种用于可见光和红外光的体积超材料你需要在电介质中嵌入银或金颗粒,你需要以高分辨率在3-D中进行,“哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)研究生,主要作者Kevin Vora说。 )哈佛大学Eric Mazur教授激光实验室的光学平台使用飞秒激光器,Mazur及其同事开发了一种新的纳米制造工艺,用于制造超材料“这项工作表明我们可以创建在x,y和z中断开的银点,“Vora说”没有其他技术可行地让你这样做能够在3-D中制作纳米结构模式是一个非常重要的步骤制作散装超材料的目标“Vora在SEAS的物理和应用物理学教授Eric Mazur的实验室工作几十年来,Mazur一直在使用一种称为飞秒激光的设备来研究如何非常紧密,强大的爆发光可以改变材料的电学,光学和物理特性当传统激光照射在透明材料上时,光线直接通过,轻微折射飞秒激光是特殊的,因为它发出的光子像光一样明亮。太阳表面只持续50千万亿分之一(5×10-14)秒而不是透过材料,这种能量被困在其中,激发材料内的电子并实现一种称为非线性吸收的现象能量被捕获的口袋,可发生化学反应,永久性地改变材料的内部结构很好地被用于二维和简单的三维金属纳米加工“通常,当人们在制造中使用飞秒激光时,他们会创造一种木桩结构:堆积在其他东西上的东西,由其他东西支撑,”Mazur解释道。然而,如果你想制作一系列银点,它们就不能漂浮在太空中“在新工艺中,Vora,Mazur和他们的同事将硝酸银,水和一种叫做PVP的聚合物结合成一种溶液,然后,固体聚合物含有银离子,这些离子被紧密聚焦的激光脉冲光还原,形成银金属纳米晶体,由聚合物基质支撑。这种特定化学品组合的需要,浓度合适,在先前的工作中并不明显研究人员有时将硝酸银与水结合以产生银纳米结构,但该过程不为三维图案提供结构支撑另一种工艺结合银硝酸盐,水,PVP和乙醇,但样品通过聚合物在整个聚合物中产生银晶体而变暗和降解非常快,反应发生得太快且不可控制Mazur的团队需要纳米级晶体,精确分布并隔离在3D中只是一个删除该试剂的问题,我们很幸运,“Vora说”最令人惊讶的是它是多么简单它是一个使用少的问题“SEAS的研究生SeungYeon Kang和前博士后研究员Shobha Shukla共同撰写了该论文。这项工作得到了空军科学研究办公室的支持。来源:Caroline Perry,Harvard Gazette图片:

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