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激光纳米制造技术的应用(邀请论文) 被引量：22
1
作者 钟敏霖 范培迅 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1-10,共10页
纳米制造技术是目前全球关注和研究的重点,激光纳米制造是其中的主要核心技术之一。从激光远场尤其是近场纳米制造技术的角度,介绍了表面纳米结构和三维纳米结构/器件的制造,重点论述了激光纳米制造技术在一些新兴领域的应用,包括超材... 纳米制造技术是目前全球关注和研究的重点,激光纳米制造是其中的主要核心技术之一。从激光远场尤其是近场纳米制造技术的角度,介绍了表面纳米结构和三维纳米结构/器件的制造,重点论述了激光纳米制造技术在一些新兴领域的应用,包括超材料、光子晶体、数据存储、生物医学、传感器以及功能表面等,以期从应用角度引起对激光纳米制造技术的更多关注和研究。 展开更多
关键词 激光技术 纳米制造 应用 超材料 光子晶体 功能表面
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纳米切削机理及其研究进展 被引量：11
2
作者 房丰洲 赖敏 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期1052-1070,共19页
纳米切削技术具有广阔的应用前景,是纳米精度加工,尤其是纳米精度复杂面型加工的重要手段,对整个先进制造业的发展起着重要的支撑作用.建立完整成熟的纳米切削基础理论进而发展高效率、低损伤的可控纳米切削技术是未来先进制造业发展的... 纳米切削技术具有广阔的应用前景,是纳米精度加工,尤其是纳米精度复杂面型加工的重要手段,对整个先进制造业的发展起着重要的支撑作用.建立完整成熟的纳米切削基础理论进而发展高效率、低损伤的可控纳米切削技术是未来先进制造业发展的迫切需求.本文从纳米切削机理研究的常用手段、纳米切削模型、切削极限以及典型材料纳米切削理论及其关键技术等方面,综述了该领域的国内外研究现状及主要成果,并简要介绍了本项目组所开展的相关研究工作.最后对纳米切削机理研究存在的挑战进行了总结和展望. 展开更多
关键词 纳米切削 切削机理 纳米精度制造 纳米制造
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面向柔性光电子器件的微纳光制造关键技术与应用 被引量：16
3
作者 陈林森 乔文 +2 位作者 叶燕 刘艳花 浦东林 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期271-294,共24页
柔性光电子器件对微纳制造技术提出了更高、更多维度的要求,包括大幅面、表面复杂结构、跨尺度、透明或柔性基底等。主要介绍基于相位元件调制的3D激光直写技术和紫外连续变频光刻技术,它们可分别实现复杂表面浮雕结构和像素化纳米结构... 柔性光电子器件对微纳制造技术提出了更高、更多维度的要求,包括大幅面、表面复杂结构、跨尺度、透明或柔性基底等。主要介绍基于相位元件调制的3D激光直写技术和紫外连续变频光刻技术,它们可分别实现复杂表面浮雕结构和像素化纳米结构的精确制备。此外微纳结构限定性生长或涂布方法提供了一种绿色环保的材料功能化手段。借助微纳结构图形化、功能化平台,最后介绍了新型柔性光电子材料/器件的应用创新。可以预见,微纳光制造技术将推动柔性光电子产业的持续创新发展。 展开更多
关键词 光学器件 柔性 光电子器件 绿色制造 微纳制造
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聚合物微纳制造技术 被引量：11
4
作者 孙靖尧 吴大鸣 +4 位作者 刘颖 庄俭 许红 郑秀婷 赵中里 《橡塑技术与装备》 CAS 2016年第10期1-9,共9页
微纳制造技术属国际前沿技术,作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键,其研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。以聚合物为基础材料的微纳系统在整个微纳系统中占有极其重要地位,是最具产业化开发前景的微... 微纳制造技术属国际前沿技术,作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键,其研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。以聚合物为基础材料的微纳系统在整个微纳系统中占有极其重要地位,是最具产业化开发前景的微纳系统之一,聚合物微纳制造技术也已经开始得到应用并具有极大的发展空间。本文集中介绍了多种典型聚合物微纳器件及系统,并对微注塑成型、微挤出成型和微纳压印成型等聚合物微纳制造技术进行了系统的阐述,比较了各种聚合物微纳制造技术的优缺点和使用条件。最后,结合国内外研究人员的研究成果,对聚合物微纳制造技术的未来发展做出展望。 展开更多
关键词 聚合物 微纳器件 微纳制造 等温热压印 模具制造
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飞秒激光加工低维纳米材料及应用 被引量：12
5
作者 田梦瑶 左佩 +5 位作者 梁密生 许晨阳 原永玖 张学强 闫剑锋 李欣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期32-52,共21页
飞秒激光具有脉宽超短、瞬时功率密度超高、非线性加工的特点,对低维纳米材料的制备和加工有着独特的优势,且具有广泛的材料适应性,能够方便快捷地针对需要精确靶向定位和图案化加工的纳米材料做出加工策略。本文综述了飞秒激光对低维... 飞秒激光具有脉宽超短、瞬时功率密度超高、非线性加工的特点,对低维纳米材料的制备和加工有着独特的优势,且具有广泛的材料适应性,能够方便快捷地针对需要精确靶向定位和图案化加工的纳米材料做出加工策略。本文综述了飞秒激光对低维纳米材料的制备加工和改性的研究现状,介绍了时空整形飞秒脉冲激光方法下制备的功能性量子点、纳米线、二维薄膜材料,和这些材料在化学催化、生物化学检测、生物相容性及电子器件等领域的应用,分析讨论了激光液相烧蚀制备纳米材料和集成化器件加工当前所面临的挑战和今后的研究重点。 展开更多
关键词 激光技术 飞秒激光 纳米材料 低维 液相烧蚀 微纳制造
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飞秒激光加工石墨烯材料及其应用 被引量：12
6
作者 原永玖 李欣 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2020年第11期162-171,共10页
飞秒激光具有超快超强超精密的优势,使其成为加工石墨烯的理想的方式之一。本文介绍了飞秒激光加工石墨烯材料,包括飞秒激光加工石墨烯薄膜材料和飞秒激光液相烧蚀加工石墨烯材料。同时,重点介绍了飞秒激光加工石墨烯材料的应用,包括在... 飞秒激光具有超快超强超精密的优势,使其成为加工石墨烯的理想的方式之一。本文介绍了飞秒激光加工石墨烯材料,包括飞秒激光加工石墨烯薄膜材料和飞秒激光液相烧蚀加工石墨烯材料。同时,重点介绍了飞秒激光加工石墨烯材料的应用,包括在微电路和光电子器件、集成传感器和机械装置、微型超级电容器中的应用。 展开更多
关键词 激光器 飞秒激光 石墨烯 电子器件 微纳制造
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超表面全息术:从概念到实现 被引量：9
7
作者 许可 王星儿 +4 位作者 范旭浩 刘耘呈 余轩 高辉 熊伟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1-34,共34页
对实时彩色三维动态显示的追求激发了学术界和产业界巨大的研究热情。随着“元宇宙”概念的提出,对高性能三维显示设备与技术的需求越发迫切。全息术是一种理想的三维显示方案,但传统光场调控器件却存在视场角狭窄、信息容量小等问题,... 对实时彩色三维动态显示的追求激发了学术界和产业界巨大的研究热情。随着“元宇宙”概念的提出,对高性能三维显示设备与技术的需求越发迫切。全息术是一种理想的三维显示方案,但传统光场调控器件却存在视场角狭窄、信息容量小等问题,阻碍了全息技术的进一步发展。而超表面作为一种新型光场调控器件,有望利用其像素尺寸小和光场调控能力强的特点在全息技术领域实现新的突破。本文主要从超表面全息器件的设计流程、调制方式、动态实现、制造技术四个方面给出了超表面全息十余年的概貌,并提出该领域未来发展的方向。 展开更多
关键词 超表面 计算全息 三维显示 光场调制 微纳制造
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激光制造技术的现状及发展趋势 被引量：6
8
作者 肖荣诗 陈铠 陈涛 《电加工与模具》 2009年第B04期18-22,共5页
激光制造技术的研究、开发和应用十分活跃。简要介绍了激光连接、金属零件激光快速成形、激光表面改性、激光微纳制造的研究进展和发展趋势。
关键词 激光连接 激光快速成形 激光表面改性 激光微纳制造
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PDMS微流控芯片中的微通道加工技术 被引量：9
9
作者 袁哲 李宗安 +5 位作者 唐文来 朱莉娅 徐泽玮 迟翔 张馨宇 杨继全 《微纳电子技术》 北大核心 2019年第3期239-247,共9页
传统加工方法制作PDMS微流控芯片中的微通道存在诸多限制,特别是难以实现复杂三维微通道的加工。首先介绍了微通道的传统加工方法,接着简要介绍了不同3D打印技术的基本原理,最后重点阐述了3D打印技术在PDMS微流控芯片微通道加工中的应... 传统加工方法制作PDMS微流控芯片中的微通道存在诸多限制,特别是难以实现复杂三维微通道的加工。首先介绍了微通道的传统加工方法,接着简要介绍了不同3D打印技术的基本原理,最后重点阐述了3D打印技术在PDMS微流控芯片微通道加工中的应用。未来,微流控芯片中微通道的加工将会向着高通量、低成本、高精度、三维化、集成化、微型化的方向发展。3D打印、以纳米压印为主要代表的微纳制造技术与传统微通道成型技术的不断融合,为研究人员提供了更多的思路,必将成为微通道加工中的重要技术手段,推动微流控芯片在生物医学、检验检疫、分析化学等领域更广泛的应用。 展开更多
关键词 3D打印 PDMS 微流控芯片 微纳制造 电流体动力学(EHD)
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微纳机器人科学与技术发展现状与趋势
10
作者 杨湛 陈沁锴 +2 位作者 吴征南 范新建 孙立宁 《前瞻科技》 2024年第3期32-44,共13页
微纳机器人是特征尺寸和/或功能尺寸在亚毫米以下的机器人,分为微纳操作机器人和微纳游动机器人。随着微纳机器人20余年来的发展,为微纳制造、生物医学等领域提供变革性的研究方法与实现手段,微纳机器人融合了“自上而下”和“自下而上... 微纳机器人是特征尺寸和/或功能尺寸在亚毫米以下的机器人,分为微纳操作机器人和微纳游动机器人。随着微纳机器人20余年来的发展,为微纳制造、生物医学等领域提供变革性的研究方法与实现手段,微纳机器人融合了“自上而下”和“自下而上”的加工方法,是微纳米制造及生物体内探测等方向的制高点,已成为各国科学研究的必争之地。同时其也是美国《出口管制改革法案》管制的前沿技术。文章主要总结了微纳机器人近期重要的发展,阐述了中国学界在其中发挥的重要作用,并对其未来的发展方向与规模化应用进行展望。 展开更多
关键词 微纳机器人 微纳操作机器人 微纳游动机器人 靶向治疗 微纳米制造 生物体内探测
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基于改进Gerchberg-Saxton算法的全息双面光刻方法 被引量：3
11
作者 王化宾 何渝 赵立新 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2023年第16期61-67,共7页
针对目前双面微器件加工方法步骤繁琐、效率低的问题,提出基于改进Gerchberg-Saxton(GS)算法的全息双面光刻方法,使用单个光源在玻璃基底的上下表面同时曝光,进行双面图形的制作。该方法通过计算不同轴向位置图案对应的组合全息图,并将... 针对目前双面微器件加工方法步骤繁琐、效率低的问题,提出基于改进Gerchberg-Saxton(GS)算法的全息双面光刻方法,使用单个光源在玻璃基底的上下表面同时曝光,进行双面图形的制作。该方法通过计算不同轴向位置图案对应的组合全息图,并将其加载到空间光调制器(LCOS-SLM)上,对入射光场进行调制,从而在目标空间内实现双面图形重现。采用改进GS算法对距离焦面2 mm处的图案A与距离焦面4.06 mm处的图案B进行全息图计算与仿真重建。搭建实验装置,对3 mm厚透明石英玻璃基底的上下表面同时曝光,且对光场生成过程中的散斑、杂散光及串扰问题做出分析并提出解决方案,最终实现60μm线宽双层图案曝光,验证了所提方法进行双面光刻的可行性。所提方法使用单张全息图和单个光源,通过单次曝光即可在目标体积内生成多层任意图形,极大地简化了双面图形制作的步骤。 展开更多
关键词 计算全息 微纳制造 双面光刻 光场调控 全息算法
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微流控通道加工技术的研究进展 被引量：7
12
作者 陈梦月 郝秀清 +2 位作者 李子一 徐文豪 李亮 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第3期244-253,共10页
在微流控芯片中,微通道是进行微分析的重要保证,其成型质量直接影响芯片的分析性能。从加工机理、技术特点以及适用范围等方面对激光直写加工、光刻加工、热压印技术、微细铣削加工和3D打印等微流控通道主要加工方法进行了阐述,并总结... 在微流控芯片中,微通道是进行微分析的重要保证,其成型质量直接影响芯片的分析性能。从加工机理、技术特点以及适用范围等方面对激光直写加工、光刻加工、热压印技术、微细铣削加工和3D打印等微流控通道主要加工方法进行了阐述,并总结了这几种加工技术的优缺点,这为实际生产提供了一定参考。最后,对微流控通道加工技术的发展进行了展望,未来微流控芯片将会向三维化、精密化以及微小化方向发展,芯片材料也趋于多样化,这些发展将不断推动微流控通道加工技术的发展。 展开更多
关键词 微流控芯片 微分析 微流控通道 微纳制造 微加工技术
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非线性激光制造的进展与应用(特邀) 被引量：6
13
作者 刘雨晴 孙洪波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期180-194,共15页
超快激光是指脉冲宽度极窄的激光,其瞬时功率极高,与物质之间的相互作用呈现出非线性、非平衡、多尺度的状态。超快激光具有超快(脉冲持续时间短)、超强(瞬时功率高)、超精细(加工结构精细)等特点,由此实现的非线性激光制造技术可以打... 超快激光是指脉冲宽度极窄的激光,其瞬时功率极高,与物质之间的相互作用呈现出非线性、非平衡、多尺度的状态。超快激光具有超快(脉冲持续时间短)、超强(瞬时功率高)、超精细(加工结构精细)等特点,由此实现的非线性激光制造技术可以打破传统微纳制造的局限,实现各类难加工材料和复杂微纳结构的超精细制造,精度可达亚微米至纳米量级,在微光学、生物医学、智能电子器件等前沿领域体现出了独特的应用价值。文中主要聚焦飞秒激光微纳加工技术前沿,简要概括了飞秒激光加工的特点;介绍了飞秒激光加工的主要技术手段,包括飞秒激光直写和飞秒激光并行加工;讨论了飞秒激光加工技术的前沿应用领域,如微纳光学器件、微流体器件、多功能结构化表面、生物医学工程等;最后,对飞秒激光加工制造技术未来的发展趋势和研究方向进行展望。 展开更多
关键词 超快激光 飞秒激光 非线性相互作用 微纳制造 三维加工
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激光纹理化调控材料表面疏水性能研究进展 被引量：3
14
作者 张茂 易川云 +6 位作者 杨化雨 张嘉城 王新云 王爱华 周丹 邓燕 刘建春 《精密成形工程》 北大核心 2023年第4期153-163,共11页
超疏水表面由于具有减阻、抗污、防水等独特性能,广泛应用于日常生活、军事、工业等场景,材料表面的微纳结构及化学成分对其超疏水性能有着重要影响。激光纹理化技术由于具有加工分辨率高、加工方式灵活、可加工材料多等优势,可用于制... 超疏水表面由于具有减阻、抗污、防水等独特性能,广泛应用于日常生活、军事、工业等场景,材料表面的微纳结构及化学成分对其超疏水性能有着重要影响。激光纹理化技术由于具有加工分辨率高、加工方式灵活、可加工材料多等优势,可用于制备疏水性能精确可控的表面微纳结构,在制造超疏水表面方面有着广阔的应用前景。首先,介绍了激光纹理化的作用机理,综述了常用的激光纹理化方式,如激光直接写入法、激光干涉图案化法及激光诱导周期性结构法等,并介绍了激光参数对微纳结构的影响。根据表面微纳结构的形貌、周期及尺寸特点对激光纹理化制备的表面分层微纳结构进行了总结归纳,包括覆盖随机纳米结构或激光诱导周期性结构的微沟槽、微网格、微柱及微峰,重点介绍了分层微纳结构的制备方式及微纳结构对疏水性的影响。总结了提高分层微纳结构表面疏水性的后处理方式,包括环境老化、表面化学改性及热处理等,并介绍了后处理方式调控疏水性的作用机理。最后,对采用激光纹理化技术制备超疏水表面的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 超疏水表面 微纳制造 激光纹理化 激光加工 接触角 表面工程
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滚压印圆柱母光栅的微刻划制造 被引量：6
15
作者 徐宗伟 李龚浩 +4 位作者 兀伟 邢晓东 李万里 刘红忠 陈明 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2013年第6期473-478,共6页
精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接决定高精密机床的制造水平.本文对纳米滚压印技术制造长光栅中的核心部件——圆柱母光栅的制造开展研究,建立了高精度的母光栅刻划制造平台,保证了母光栅制造的精度要求;... 精密长光栅作为高档数控机床中的核心部件,其制造能力和精度直接决定高精密机床的制造水平.本文对纳米滚压印技术制造长光栅中的核心部件——圆柱母光栅的制造开展研究,建立了高精度的母光栅刻划制造平台,保证了母光栅制造的精度要求;分析了微尺度毛刺的形成机理和抑制方法,对母光栅材料选择及微尺度刻划工艺参数进行了优化,实现了直径110 mm,周期分别为20μm、10μm和4μm整圈圆柱母光栅的高精度微刻划制造.母光栅刻划总条数为数万条,4μm周期母光栅连续刻划时间超过62 h,最终实现母光栅的首尾拼接误差控制小于300 nm.另外,针对滚压印加工中的填充问题,利用聚焦离子束(FIB)技术制备了V形、梯形等形状金刚石刀具,获得了良好的光栅压印结果. 展开更多
关键词 微纳制造 纳米压印 微刻划 母光栅
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微纳制造技术的发展趋势与发展建议
16
作者 林启敬 张福政 赵立波 《前瞻科技》 2024年第3期7-18,共12页
微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工,是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平,有助于提高中国高端制造业的整体竞争力,对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系,着重分析了芯片... 微纳制造技术能够实现微纳米级别的高精密加工,是现代高科技制造领域的核心技术。提升微纳制造技术水平,有助于提高中国高端制造业的整体竞争力,对推动科技创新和促进产业升级具有积极意义。文章概述了微纳制造技术体系,着重分析了芯片微纳制造、激光微纳制造和聚合物微纳制造等典型微纳制造技术的发展态势,概述了多尺度精密微纳加工、多功能材料合成制造、高度集成和多功能化、自组装技术与结构、生物纳米技术融合制造、量子信息与纳米器件及绿色环保制造技术等发展趋势,针对性提出了深化基础研究、创新材料与工艺、强化人才培育与引进、加强产学研结合与技术转化等发展建议,以期促进我国中国微纳制造技术产业整体水平提升和高质量发展。 展开更多
关键词 微纳制造 精密加工 光刻技术 微/纳机电系统 纳米材料
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超声加工的技术发展与行业应用 被引量：5
17
作者 张德远 黄志勇 张翔宇 《电加工与模具》 2021年第4期1-14,共14页
超声加工技术因其众多良好的加工效果,得到了广泛的重视和良好的发展,形成了特有的行业体系。系统介绍了超声加工技术在机械制造、生物医学制造、微纳制造行业的发展应用,从加工模式、装备、应用方面重点介绍了超声加工的标志性进展,最... 超声加工技术因其众多良好的加工效果,得到了广泛的重视和良好的发展,形成了特有的行业体系。系统介绍了超声加工技术在机械制造、生物医学制造、微纳制造行业的发展应用,从加工模式、装备、应用方面重点介绍了超声加工的标志性进展,最后对超声加工技术的发展现状和发展趋势进行了总结与展望。 展开更多
关键词 超声加工 行业 机械制造 生物医学制造 微纳制造
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纳米压印光刻工艺的研究进展和技术挑战 被引量：6
18
作者 丁玉成 《青岛理工大学学报》 CAS 2010年第1期9-15,共7页
图形化技术是微纳制造过程的核心工艺之一.目前,作为微纳加工主流工艺的光学光刻技术由于受曝光波长衍射极限的物理限制,其技术复杂性和设备制造成本大幅增加.纳米压印将传统的模板复型原理应用到微观制造领域,以其高分辨率、高效率、... 图形化技术是微纳制造过程的核心工艺之一.目前,作为微纳加工主流工艺的光学光刻技术由于受曝光波长衍射极限的物理限制,其技术复杂性和设备制造成本大幅增加.纳米压印将传统的模板复型原理应用到微观制造领域,以其高分辨率、高效率、低成本和工艺过程简单的特点,引起了各国研究人员的广泛关注.作为一种接触式几何约束流变成形方式,纳米压印必然衍生出许多新的挑战性问题.在阐述纳米压印工艺构成要素的基础上,对目前的若干主要压印技术工艺变种进行了简要综述,总结出了纳米压印所涉及的基本理论问题,并对纳米压印在集成电路制造中所面临的挑战进行了分析. 展开更多
关键词 微纳制造 纳米压印光刻 研究进展 技术挑战
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晶体硅电池表面光功能织构及其制备的研究进展 被引量：6
19
作者 许志龙 徐西鹏 +1 位作者 黄辉 谭援强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期166-175,共10页
表面功能织构研究已逐步发展到多学科交叉整体性设计和制造科学问题,晶体硅电池是太阳能光伏发电的主流产品,表面光功能织构可有效提高晶体硅电池光电转换效率。从晶体硅电池表面光功能织构的作用出发,介绍常规晶体硅电池表面织构的类... 表面功能织构研究已逐步发展到多学科交叉整体性设计和制造科学问题,晶体硅电池是太阳能光伏发电的主流产品,表面光功能织构可有效提高晶体硅电池光电转换效率。从晶体硅电池表面光功能织构的作用出发,介绍常规晶体硅电池表面织构的类型及其制备方法,分析直接在晶体硅电池表面制备光功能织构的瓶颈问题,论述复合光功能织构晶体硅电池的研究现状、存在的难点和核心问题,指出高效晶体硅电池表面光功能织构制备的发展趋势。 展开更多
关键词 晶体硅电池 表面织构 吸光率 光生伏特效应 微纳制造
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负性光刻胶在纳米压印光刻技术的应用前景
20
作者 杨志伟 吕薪羽 《现代工业经济和信息化》 2024年第7期135-137,共3页
光刻技术在微纳米制造领域具有关键作用,而负性光刻胶因其低成本、高黏度的特点备受青睐。然而,负性光刻胶的分辨率限制在光刻线宽小于3μm时成为制约其应用的主要问题。结合纳米压印光刻技术的发展,探讨了负性光刻胶在纳米压印光刻领... 光刻技术在微纳米制造领域具有关键作用,而负性光刻胶因其低成本、高黏度的特点备受青睐。然而,负性光刻胶的分辨率限制在光刻线宽小于3μm时成为制约其应用的主要问题。结合纳米压印光刻技术的发展,探讨了负性光刻胶在纳米压印光刻领域的新趋势。纳米压印光刻技术的物理方法使其不受光刻胶分辨率限制,为负性光刻胶的应用提供了新的机遇。结合负性光刻胶的低成本优势,纳米压印光刻技术与负性光刻胶相结合,呈现出了不可替代的应用前景。 展开更多
关键词 光刻技术 负性光刻胶 纳米压印光刻技术 分辨率限制 微纳米制造
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