基于金属纳米缝结构的可调性表面等离子体激元干涉光刻方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61505038
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    董建杰
  • 依托单位：
    国家纳米科学中心
  • 学科分类：
    F0508.应用光学
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2015
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

The surface plasmon polariton interference lithography technique is a technique which uses the interference of surface plasmon polaritons to produce patterns with a high resolution. Since surface plasmon polaritons have a shorter wavelength than light waves of the same frequency, the surface plasmon polariton interference lithography technique can overcome the diffraction limit and produce patterns with an ultrahigh resolution, which makes it have many potential applications in fields such as the fabrication of nanostructures and nanodevices. However, at present this lithography technique can’t meet the requirement for fabricating complex patterns, which is a problem which has to be solved. This project will mainly study how to control the exposure area of the surface plasmon interference patterns and how to modify the shape of the surface plasmon interference pattern. The control of the exposure area of the surface plasmon interference patterns and the modification of the shape of the surface plasmon interference pattern with metallic nanoslit structures will be deeply studied by combining theory analysis and experiment research. The sub-diffraction-limit surface plasmon interference lithography methods with tunable exposure area and pattern shape will be obtained by performing this project. Therefore, the investigation of tunable surface plasmon polariton interference lithography methods based on metallic nanoslit structures is of great scientific and practical importance.
表面等离子体激元干涉光刻技术是一种利用表面等离子体激元的干涉产生高分辨率图形的技术。由于表面等离子体激元具有比同频率光波更短的波长，因此表面等离子体激元干涉光刻技术可以突破衍射极限产生超高分辨率的图形。这使表面等离子体激元干涉光刻技术在纳米结构和器件加工领域具有巨大的应用潜力。但是目前这种光刻技术仍然存在无法满足复杂性纳米图形加工要求的问题需要解决。本项目重点解决如何控制表面等离子体激元干涉光刻的曝光范围和如何产生多样性图形两个科学问题。采用理论与实验相结合的研究方法，深入研究金属纳米缝结构对表面等离子体激元干涉图形的产生区域和形状的调控。通过本项目的研究，期望获得曝光范围和图形形状可调、分辨率超过超衍射极限的表面等离子体激元干涉光刻方法。因此，本项目的研究具有重要的科学意义和应用价值。

结项摘要

表面等离子体激元（SPP）是一种具有超短波长的表面电磁波。SPP干涉光刻技术由于分辨率可以突破衍射极限，因此是一种发展潜力巨大的超高分辨率光刻技术。为拓宽SPP干涉光刻技术的应用领域，发展具有高可控性和高可调性的新光刻方法是必要的。本项目以如何控制SPP干涉光刻的曝光范围和如何产生多样性干涉图形为主要研究内容，取得的主要进展包括：（1）建立了一种基于沟槽—纳米缝结构的曝光范围可调的SPP干涉光刻方法。（2）建立了一种基于超薄金属膜上不等宽双纳米缝结构的曝光范围可调的SPP干涉光刻方法。（3）建立了一种通过调控多个直线型双纳米缝结构的空间排布产生复杂图形的SPP干涉光刻方法。（4）建立了一种通过调控双纳米缝的狭缝形状产生复杂图形的SPP干涉光刻方法。（5）建立了一种图形形状和曝光范围同时可调的SPP干涉光刻方法。（6）建立了一种半节距分辨率可以达到14nm以上的浸没式SPP干涉光刻方法。本项目为微纳米尺度器件的加工制造提供了新的低成本、高分辨率的光刻方法。这些光刻方法在加工双周期光栅、弧形光栅、波带片、结构色纳米器件等领域具有较大的应用潜力。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Fabrication-resolution enhancement method based on low-energy multiple exposures
基于低能量多重曝光的制造分辨率增强方法
  • DOI：
    10.1364/oe.23.029353
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Wang Lei;Wang Chuang;Zhang Haoran;Xia Feng;Wang Cong;Yang Fengyou;Zhang Xinzheng;Liu Qian
  • 通讯作者：
    Liu Qian
Kaleidoscopic imaging patterns of complex structures fabricated by laser-induced deformation.
激光诱导变形制造的复杂结构的万花筒成像图案
  • DOI：
    10.1038/ncomms13743
  • 发表时间：
    2016-12-02
  • 期刊：
    Nature communications
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Zhang H;Yang F;Dong J;Du L;Wang C;Zhang J;Guo CF;Liu Q
  • 通讯作者：
    Liu Q
Symmetry control of nanorod superlattice driven by a governing force.
控制力驱动的纳米棒超晶格的对称控制
  • DOI：
    10.1038/s41467-017-01111-4
  • 发表时间：
    2017-11-10
  • 期刊：
    Nature communications
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Liang Y;Xie Y;Chen D;Guo C;Hou S;Wen T;Yang F;Deng K;Wu X;Smalyukh II;Liu Q
  • 通讯作者：
    Liu Q
Laser Direct Writing of Tree-Shaped Hierarchical Cones on a Superhydrophobic Film for High-Efficiency Water Collection
在超疏水薄膜上激光直写树形分层锥体以实现高效集水
  • DOI：
    10.1021/acsami.7b08116
  • 发表时间：
    2017-08-30
  • 期刊：
    ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Wang, Meng;Liu, Qian;Ruan, Shuangchen
  • 通讯作者：
    Ruan, Shuangchen
Bionic SERS chip with super-hydrophobic and plasmonic micro/nano dual structure
具有超疏水和等离子体微纳双结构的仿生SERS芯片
  • DOI：
    10.1364/prj.6.000077
  • 发表时间：
    2018-02-01
  • 期刊：
    PHOTONICS RESEARCH
  • 影响因子：
    7.6
  • 作者：
    Yang, Fengyou;Zhang, Haoran;Liu, Qian
  • 通讯作者：
    Liu, Qian

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其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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