浅谈微纳米地图的印刷制作

2．微纳米地图的制作技术

　　微纳米地图的制作技术主要有以下几种。

　　1）光子 / 电子 / 离子束刻蚀技术

　　它是应用高能的光子、电子或离子束轰击、灼烧材料的表面，使材料表面局部蒸发或发生化学反应，从而形成微纳米图案、图形的技术。由于电子和离子的波长比光子更短，故刻蚀精度更高。图3、图1、图6和图7都是利用光子束和电子束刻蚀的微纳米地图。图10、图11是两张离子束刻蚀的微纳米地图——微纳米美国地图、美国得克萨斯州地图。它是采用聚焦的镓离子束轰击晶体硅的表面，从而在硅表面而形成的。两张地图的作者均为美国得克萨斯大学电子工程系的研究生Jang-Bae Jeon和Carlo Foresca。其实作品展示的重点是纳米美国国旗和纳米得克萨斯州州旗的纳米旗帜。这两面纳米旗帜分别竖立在微纳米美国地图和美国得克萨斯州地图上， 地图长约为人发丝的1 / 5 （ 约3~4μm），都必须在电子显微镜下才可观察。

　　2）DNA折纸术

　　由美国加州工学院纳米科学家Rothemund博士于2006年创造推出的纳米技术。他用这种技术已经成功绘制了纳米笑脸、纳米五角星等图案并发表于英国自然杂志。图8是我国学者用这种技术工艺制作的DNA纳米中国地图。DNA折纸术工艺过程为：从M13噬菌体中提取DNA单链，通过计算裁出短的DNA单链并经过人工合成；然后，将DNA单链与合成好的DNA片段混合、退火，得到设计样式的DNA超级大分子， 即最终的DNA图形。图12就是Rothemund博士采用DNA折纸技术制作的大小约几百纳米的DNA美洲地图。

　　3）光学平板印刷技术

　　简称光刻技术。它是通过光学系统以投影方法将掩模上的电路图形刻在涂有明胶的硅片上。光刻技术是目前发展得较为成熟的技术。它包括光刻机、掩模、光刻胶等一系列技术，涉及光、机、电、物理、化学、材料等多个研究领域。光刻技术目前已成功应用于微电子电路制作等领域。光刻图形的最小特征尺寸与光刻系统的分辨率相关。图4是比利时根特大学光学中心的科学家采用光刻技术在单晶硅材质上制作的纳米世界地图。