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用于飞秒激光纳米加工的TiO_2粒子阵列诱导多种基底表面近场增强
被引量：
2
1
作者
焦悦
陶海岩
+2 位作者
季博宇
宋晓伟
林景全
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第14期338-347,共10页
利用纳米粒子辅助对飞秒激光能量进行空间局域化,使其在基底表面诱导产生纳米尺度的近场增强,这对超衍射极限微结构加工具有重要意义.目前对于粒子阵列诱导飞秒激光纳米孔加工的研究仅限于金属Au粒子及低折射率聚苯乙烯介电粒子等,本文...
利用纳米粒子辅助对飞秒激光能量进行空间局域化,使其在基底表面诱导产生纳米尺度的近场增强,这对超衍射极限微结构加工具有重要意义.目前对于粒子阵列诱导飞秒激光纳米孔加工的研究仅限于金属Au粒子及低折射率聚苯乙烯介电粒子等,本文提出并开展了应用高折射率TiO_2介电粒子阵列作为辅助诱导激光近场增强从而进行飞秒激光超衍射纳米孔加工的研究.对TiO_2介电粒子阵列在Si,Pt及SiO_2表面的近场强度分布进行了数值模拟,研究其基底表面近场增强的规律及物理过程.研究结果发现,使用硅基底时,阵列与单一TiO_2球形粒子相比其近场增强仅下降约30%;相对于入射激光强度而言,在直径约为100nm的空间范围内获得140倍的近场增强,这一现象可用于百纳米孔的激光加工.同时在其他典型基底的理论计算结果中也表明,几乎在所有金属及介电材料表面均可以实现良好的百纳米空间范围内的近场增强,并且具有近场随着基底折射率变大而增强的规律.这些现象的产生归因于TiO_2粒子中磁四极振荡产生的激光前向场增强及粒子与基底的耦合作用.进一步引入镜像电荷模型对基底光学参数对其表面近场增强的影响规律进行了分析和解释.本文的模拟结果对飞秒激光近场超衍射极限纳米加工的应用有着重要的意义.
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关键词
飞秒激光
超
衍射
极限
加工
近场光学
TiO2粒子
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职称材料
原子精度制造新原理和新方法
2
作者
张振宇
李琳
+16 位作者
巨阳
陈云飞
许剑锋
闫永达
徐飞飞
周天丰
段辉高
黄志权
徐凯臣
朱吴乐
彭小强
邓辉
司伟
王吉
王金石
吕鹏
冯俊元
《中国科学基金》
CSCD
北大核心
2024年第1期146-158,共13页
目前航空航天、核物理、微电子、光电子和半导体等国家战略领域高性能装备的性能需求日渐严苛,核心零部件的制造精度必须迈进原子级水平,亟需研究原子精度的高性能制造新原理和新方法。本文归纳并提出了目前迫切需求的原子级表面精度、...
目前航空航天、核物理、微电子、光电子和半导体等国家战略领域高性能装备的性能需求日渐严苛,核心零部件的制造精度必须迈进原子级水平,亟需研究原子精度的高性能制造新原理和新方法。本文归纳并提出了目前迫切需求的原子级表面精度、原子级结构精度、原子级损伤控制以及原子级特征尺寸结构创成四大原子精度制造核心能力,从能场辅助原子级切削、多能场辅助原子有序排布、表面能弱化原子精度材料去除以及超光学衍射极限的原子精度制造四大方向进行系统梳理,介绍了面向不同应用场景的原子精度制造新原理和新方法的研究现状,并概述了各类方法的优势和缺点,从中提炼出多能场耦合条件下的能量和原子间相互作用机理这一关键科学问题,并从四大方向上对未来我国原子级制造的基础研究提出了建议。
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关键词
原子精度制造
原子级切削
原子有序排布
表面能弱化
加工
超
光学
衍射
极限
加工
原文传递
题名
用于飞秒激光纳米加工的TiO_2粒子阵列诱导多种基底表面近场增强
被引量：
2
1
作者
焦悦
陶海岩
季博宇
宋晓伟
林景全
机构
长春理工大学理学院
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第14期338-347,共10页
基金
国家自然科学基金(批准号:61605017)
长春理工大学青年科学基金(批准号:XQNJJ-2015-01)资助的课题~~
文摘
利用纳米粒子辅助对飞秒激光能量进行空间局域化,使其在基底表面诱导产生纳米尺度的近场增强,这对超衍射极限微结构加工具有重要意义.目前对于粒子阵列诱导飞秒激光纳米孔加工的研究仅限于金属Au粒子及低折射率聚苯乙烯介电粒子等,本文提出并开展了应用高折射率TiO_2介电粒子阵列作为辅助诱导激光近场增强从而进行飞秒激光超衍射纳米孔加工的研究.对TiO_2介电粒子阵列在Si,Pt及SiO_2表面的近场强度分布进行了数值模拟,研究其基底表面近场增强的规律及物理过程.研究结果发现,使用硅基底时,阵列与单一TiO_2球形粒子相比其近场增强仅下降约30%;相对于入射激光强度而言,在直径约为100nm的空间范围内获得140倍的近场增强,这一现象可用于百纳米孔的激光加工.同时在其他典型基底的理论计算结果中也表明,几乎在所有金属及介电材料表面均可以实现良好的百纳米空间范围内的近场增强,并且具有近场随着基底折射率变大而增强的规律.这些现象的产生归因于TiO_2粒子中磁四极振荡产生的激光前向场增强及粒子与基底的耦合作用.进一步引入镜像电荷模型对基底光学参数对其表面近场增强的影响规律进行了分析和解释.本文的模拟结果对飞秒激光近场超衍射极限纳米加工的应用有着重要的意义.
关键词
飞秒激光
超
衍射
极限
加工
近场光学
TiO2粒子
Keywords
femtosecond laser
beyond diffraction limit processing
near field optics
TiO2 nanoparticles
分类号
TN249 [电子电信—物理电子学]
TN304
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职称材料
题名
原子精度制造新原理和新方法
2
作者
张振宇
李琳
巨阳
陈云飞
许剑锋
闫永达
徐飞飞
周天丰
段辉高
黄志权
徐凯臣
朱吴乐
彭小强
邓辉
司伟
王吉
王金石
吕鹏
冯俊元
机构
大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室
中国科学院宁波材料技术与工程研究所激光极端制造研究中心
浙江大学机械工程学院
东南大学机械工程学院
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室
哈尔滨工业大学精密工程研究所
中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
北京理工大学机械与车辆学院
湖南大学机械与运载工程学院
国家自然科学基金委员会工程与材料科学部
太原科技大学机械工程学院
国防科技大学智能科学学院
南方科技大学机械工学院
天津大学精密仪器与光电子工程学院
杭州电子科技大学机械工程学院
出处
《中国科学基金》
CSCD
北大核心
2024年第1期146-158,共13页
文摘
目前航空航天、核物理、微电子、光电子和半导体等国家战略领域高性能装备的性能需求日渐严苛,核心零部件的制造精度必须迈进原子级水平,亟需研究原子精度的高性能制造新原理和新方法。本文归纳并提出了目前迫切需求的原子级表面精度、原子级结构精度、原子级损伤控制以及原子级特征尺寸结构创成四大原子精度制造核心能力,从能场辅助原子级切削、多能场辅助原子有序排布、表面能弱化原子精度材料去除以及超光学衍射极限的原子精度制造四大方向进行系统梳理,介绍了面向不同应用场景的原子精度制造新原理和新方法的研究现状,并概述了各类方法的优势和缺点,从中提炼出多能场耦合条件下的能量和原子间相互作用机理这一关键科学问题,并从四大方向上对未来我国原子级制造的基础研究提出了建议。
关键词
原子精度制造
原子级切削
原子有序排布
表面能弱化
加工
超
光学
衍射
极限
加工
Keywords
atomic precision manufacturing
atomic scale cutting
atom rearrangement
surface energy weakening processing
beyond optical diffraction limit processing technique
分类号
O562 [理学—原子与分子物理]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
用于飞秒激光纳米加工的TiO_2粒子阵列诱导多种基底表面近场增强
焦悦
陶海岩
季博宇
宋晓伟
林景全
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
2
下载PDF
职称材料
2
原子精度制造新原理和新方法
张振宇
李琳
巨阳
陈云飞
许剑锋
闫永达
徐飞飞
周天丰
段辉高
黄志权
徐凯臣
朱吴乐
彭小强
邓辉
司伟
王吉
王金石
吕鹏
冯俊元
《中国科学基金》
CSCD
北大核心
2024
0
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