2020年第1期,总第018期

基于ALD空间层的纳米图形多次迭代加工

周期性纳米管阵列由于其与光和物质的相互作用,在浸润性、光子学等领域具有提高效率、增强功能的作用。然而,具有独立维度控制、高深宽比且能够大面积制备微纳米复杂纳米管的技术仍然是缺失的。基于此,来自英国伦敦大学的Ioannis Papakonstantinou小组,提出了一种多层纳米管结构的ALD空间层迭代制备工艺。该技术利用ALD在纳米结构上制备空间层,并以此作为刻蚀掩模进行刻蚀,获得了纳米管结构。通过迭代实施ALD沉积及刻蚀过程,可以获得多层嵌套的纳米孔结构。此外通过改变ALD沉积的厚度,可以改变纳米管的厚度甚至结构的构型,如图所示。通过这种制备技术,实现了深宽比达到6:1的晶圆级Si纳米管结构。由于制备的纳米管结构具有火山口式的顶端,在光局域增强方面具有重要的应用价值。因此,该研究组选取了尖端与顶端直径分别为300 nm、560 nm,中间纳米孔直径为82 nm的纳米管结构,模拟结果表明纳米管结构在火山口位置产生了极强的光局域化能力。实验中也实现了300-1050 nm波段的宽谱近零反射率(0.9%)。该技术利用迭代方法提高了纳米管结构的复杂性,除了展示性的演示了其在吸光器中的应用价值,也将对超材料、浸润性、生物技术以及传感等领域产生深远的影响。相关结果发表在ACS Nano (2020), 14, 12191-12100上。

相关链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.0c05497

图:大面积纳米管阵列的ALD空间层迭代制备技术及其宽带无反射特性