【光學前沿】浙江大學研發新型光刻膠TP-EO，革新雙光子光刻技術

    在納米科技和微細加工領域，雙光子光刻（TPL）技術因其能夠制造出納米級別的復雜3D結構而備受矚目。然而，傳統的陽離子基光刻膠在TPL過程中存在速度慢和分辨率不足的問題。為了突破這些限制，浙江大學的研究團隊開發了一種新型陽離子基光刻膠——TP-EO，它能夠在不犧牲分辨率的情況下顯著提高TPL的生產速度。

    一、TP-EO光刻膠的創新特性

    TP-EO光刻膠的開發，標志著雙光子光刻技術的一個新里程碑。與傳統的SU-8環氧光刻膠相比，TP-EO光刻膠對雙光子激光曝光的靈敏度高出約600倍，這使得它在高通量3D納米制造中成為一個有吸引力的替代品。TP-EO通過雙分子敏化系統實現高速制造，這一系統使用雙分子光敏劑-光酸產生劑(PS-PAG)對來解決陽離子基光刻膠中常見的光敏性瓶頸。

    二、雙分子光敏化引發系統

    TP-EO的雙分子光敏化引發系統將光吸收和能量轉移過程分開，增強了材料吸收光的能力。研究人員使用了5-硝基乙酰苯(5Nan)作為光敏劑，這種光敏劑可以拓寬吸收光譜，使材料能夠捕獲低至430nm的光波長。這種創新的光敏化策略，使得TP-EO光刻膠在TPL過程中表現出更高的靈敏度和更快的光固化速度。

    三、高分辨率納米制造

    TP-EO光刻膠通過限制光酸擴散實現高分辨率納米制造，而光酸擴散是通過調整單體的分子內和分子間立體結構來實現的。這種精細的控制使得TP-EO光刻膠能夠制造出具有納米級特征的拓撲液體二極管，光刻速度達到100毫米/秒，并且能夠產生最小寬度約為170納米的精細特征。

    四、潛在應用

    TP-EO光刻膠的高靈敏度和快速光固化能力，使其在制造收縮率低的3D結構方面展現出巨大潛力。研究人員已經使用TP-EO制造了具有精細特征小于200納米且寫入速度高達100毫米/秒的3D制造結構，展示了其在高通量納米制造微觀3D設備方面的潛在應用。這種高性能TP-EO光刻膠適用于可擴展制造各種應用的復雜架構，包括光柵、衍射元件、微機電系統、微流體設備和組織工程支架。

    這項研究的成功發表在《先進功能材料》期刊上，不僅展示了TP-EO光刻膠在雙光子光刻技術領域的應用潛力，也為未來納米制造技術的發展提供了新的方向。TP-EO光刻膠的高靈敏度和快速光固化能力，有望推動納米制造技術在多個領域的應用，從而實現更快速、更精確的納米級3D結構制造。