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RHD4-UXE2.0硬盤驅動器渠道商介紹，圖案化納米結構在生命科學和光子學行業具有廣闊的應用前景，比如捕獲特定的生物化學物質、將光學元件直接集成在光纖端面、制備超表面偏振膜和增透膜。雖然2D納米圖案化結構可使用多種微刻技術，但是電子束刻蝕、光刻、干涉刻蝕以及傳統光學制造工具(金剛石車削)在制備任意2D納米結構都有其局限性。下表是各種圖案化技術的對比：

Thorlabs收購的MagAssemble技術是制備2D納米圖案化結構的一種新方法。MagAssemble即磁組裝的意思，從具有50多年研發歷史的硬盤驅動技術發展而來，能夠降低成本并提高生產靈活性。

MagAssemble通過控制垂直磁場的方向生成任意2D圖案，以此組裝鐵納米粒子，然后將圖案傳遞到基底作進一步加工。整個過程就叫做圖案傳遞納米制造(PTNM)，其生產設備成本為其它技術的10%左右。PTNM的空間分辨率優于25 nm，使用精選納米粒子還能更高。

a) 磁頭逐道掃描磁記錄介質，通過改變每個位置的磁場方向，基于磁場變換邊界形成自定義2D圖案。

b) 將圖案放入磁納米粒子溶液中，

納米粒子將沿邊界自動組裝。

下面以熔融石英光學元件制備為例，分三大步驟——圖案寫入、圖案傳遞和圖案刻蝕——介紹圖案傳遞納米制造(PTNM)的詳細過程。

**步：寫入圖案

磁頭接觸磁記錄介質，精密二維位移臺使磁頭逐行掃描。通過切換線圈中的電流方向控制磁場方向，形成高空間分辨變換邊界，以此生成自定義2D模板。模板具有10年穩定性，如果需要還可擦除或重寫。

使直徑10到30 nm的磁鐵納米粒子均勻分布在合適濃度的溶液中，以此制備納米粒子懸浮溶液。將2D模板放入磁納米粒子懸浮液后，納米粒子沿磁場變換邊界自動組裝，最終生成母版圖案。表面上方10 nm處的場強梯度可高達25 MT/m，使納米粒子牢固地附在基底上。**步相當于上面圖2中的第1到第2個過程。

第二步：圖案傳遞

母版圖案旋涂一層100 nm厚的傳遞聚合物(Transfer Polymer, TP)，上方粘附一層聚二甲硅氧烷(PDMS)。包含納米粒子的TP/PDMS組合層在水浴中從磁記錄介質基底分離提出，然后將分離的納米粒子圖案傳遞到光學基底上，比如聚合物、玻璃、石英、硅或藍寶石。

后續步驟以涂有PMGI的熔融石英基底為例。當然也可以將納米粒子圖案傳遞到曲面元件甚至是光纖端面上。PDMS和TP層可通過溶液處理去除。第二步相當于圖2中的第3到第5個過程。

第三步：圖案刻蝕

使用反應離子刻蝕(RIE)去除PMGI層，暴露出下方的石英。在掩模上鍍一層鉻進行深度刻蝕。剝離納米粒子和PMGI層后，通過氯仿RIE將石英基底刻蝕到需要的深度。**通過濕法刻蝕去除鉻膜，這樣就得到最終的PTNM元件。第三步相當于圖2中的第5到第9個過程。

PTNM技術是制造光譜學和微光學用自定義衍射光學元件(DOE)的理想選擇，目前已經開發的產品包括標準色散光柵、馬賽克光柵陣列以及波帶片等任意2D圖像傳遞元件。



資訊來源：汕頭羅克自動化