Des chercheurs de l'Université de l'Utah ont développé un système de modulation de la lumière à base de fibres imprimées qui combine l'impression polymère et l'optique à ondes quantiques, fournir une nouvelle plate-forme de lithographie.

Les avantages uniques de la méthode de microfabrication proposée incluent l'écriture directe rapide de masques réutilisables, coût de processus extrêmement bas, et évolutivité, et ces avantages fourniront une solution de lithographie de niche qui peut être positionnée entre le processus de lithographie à masque parallèle et le processus de lithographie en série sans masque. La recherche, dirigé par Jiyoung Chang, professeur adjoint en génie mécanique de l'Université de l'Utah, est publié dans la revue, Matériaux et interfaces appliqués ACS .

La lithographie joue un rôle crucial dans la recherche académique, faire progresser la fabrication ainsi que l'industrie des semi-conducteurs. Cependant, les méthodes de lithographie de pointe nécessitent toujours l'accès à des outils et installations coûteux. En outre, il y a un manque d'outils et de NanoFab dans le monde ; l'accessibilité et la convivialité sont faibles. Ainsi, le développement d'une nouvelle lithographie à faible coût avec des procédés sans fabrication est souhaitable.

Dans le cadre des travaux, l'équipe a combiné deux composants majeurs :un effet biréfringent optique par lequel la phase des champs électromagnétiques ultraviolets (UV) incidents est modulée lors du passage dans des milieux optiquement anisotropes, et des microfibres polymères semi-cristallines modelées sous une forme programmable utilisant l'électrofilage en champ proche. En mettant en œuvre l'effet biréfringent dans des fibres unidimensionnelles (1-D), les chercheurs ont créé des masques reproductibles. Lorsqu'il est placé entre deux polariseurs linéaires perpendiculaires l'un à l'autre, seules les ondes UV qui traversent les fibres peuvent atteindre la photorésistance.

"L'effet de biréfringence optique peut changer de phase la structure de la lumière. Bien que la biréfringence ait été utilisée dans des applications qui ont principalement existé dans l'espace bidimensionnel, comme un affichage à cristaux liquides et polarimétrie, nous redynamisons le phénomène optique grâce au système d'exposition sélective fibreuse, " a déclaré le Dr Jonghyun Kim, chercheur postdoctoral à la Division des matériaux appliqués du Laboratoire national d'Argonne.

Les chercheurs ont démontré avec succès les principales caractéristiques de la lithographie, y compris droit, incurvé, déployer, et des isolations 0-D à 2-D utilisant des fibres 1-D, ainsi que des multi-alignements sans repères d'alignement. L'ensemble du processus, y compris la création de fibres, exposition aux UV et alignements reproductibles, est effectuée dans un système de table sans avoir besoin d'une installation de salle blanche. Les chercheurs développent maintenant des systèmes en structuration à l'échelle nanométrique.

"Nous pensons que cette technologie répondra au besoin d'un évolutif, et méthode lithographique abordable, ", a déclaré Kim.