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RHD4-UXE2.0硬盘驱动器渠道商介绍，图案化纳米结构在生命科学和光子学行业具有广阔的应用前景，比如捕获特定的生物化学物质、将光学元件直接集成在光纤端面、制备超表面偏振膜和增透膜。虽然2D纳米图案化结构可使用多种微刻技术，但是电子束刻蚀、光刻、干涉刻蚀以及传统光学制造工具(金刚石车削)在制备任意2D纳米结构都有其局限性。下表是各种图案化技术的对比：

Thorlabs收购的MagAssemble技术是制备2D纳米图案化结构的一种新方法。MagAssemble即磁组装的意思，从具有50多年研发历史的硬盘驱动技术发展而来，能够降低成本并提高生产灵活性。

MagAssemble通过控制垂直磁场的方向生成任意2D图案，以此组装铁纳米粒子，然后将图案传递到基底作进一步加工。整个过程就叫做图案传递纳米制造(PTNM)，其生产设备成本为其它技术的10%左右。PTNM的空间分辨率优于25 nm，使用精选纳米粒子还能更高。

a) 磁头逐道扫描磁记录介质，通过改变每个位置的磁场方向，基于磁场变换边界形成自定义2D图案。

b) 将图案放入磁纳米粒子溶液中，

纳米粒子将沿边界自动组装。

下面以熔融石英光学元件制备为例，分三大步骤——图案写入、图案传递和图案刻蚀——介绍图案传递纳米制造(PTNM)的详细过程。

**步：写入图案

磁头接触磁记录介质，精密二维位移台使磁头逐行扫描。通过切换线圈中的电流方向控制磁场方向，形成高空间分辨变换边界，以此生成自定义2D模板。模板具有10年稳定性，如果需要还可擦除或重写。

使直径10到30 nm的磁铁纳米粒子均匀分布在合适浓度的溶液中，以此制备纳米粒子悬浮溶液。将2D模板放入磁纳米粒子悬浮液后，纳米粒子沿磁场变换边界自动组装，*终生成母版图案。表面上方10 nm处的场强梯度可高达25 MT/m，使纳米粒子牢固地附在基底上。**步相当于上面图2中的第1到第2个过程。

第二步：图案传递

母版图案旋涂一层100 nm厚的传递聚合物(Transfer Polymer, TP)，上方粘附一层聚二甲硅氧烷(PDMS)。包含纳米粒子的TP/PDMS组合层在水浴中从磁记录介质基底分离提出，然后将分离的纳米粒子图案传递到光学基底上，比如聚合物、玻璃、石英、硅或蓝宝石。

后续步骤以涂有PMGI的熔融石英基底为例。当然也可以将纳米粒子图案传递到曲面元件甚至是光纤端面上。PDMS和TP层可通过溶液处理去除。第二步相当于图2中的第3到第5个过程。

第三步：图案刻蚀

使用反应离子刻蚀(RIE)去除PMGI层，暴露出下方的石英。在掩模上镀一层铬进行深度刻蚀。剥离纳米粒子和PMGI层后，通过氯仿RIE将石英基底刻蚀到需要的深度。**通过湿法刻蚀去除铬膜，这样就得到*终的PTNM元件。第三步相当于图2中的第5到第9个过程。

PTNM技术是制造光谱学和微光学用自定义衍射光学元件(DOE)的理想选择，目前已经开发的产品包括标准色散光栅、马赛克光栅阵列以及波带片等任意2D图像传递元件。



资讯来源：汕头罗克自动化  

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