近兩個月來,西湖大學仇旻和他的研究團隊在Nano Letters、Nanoscale、Applied Surface Science等期刊上,連續(xù)發(fā)表了一系列研究成果——在小到微米甚至納米級別的“冰雕”上,他們已然游刃有余——從精確定位到精準控制雕刻力度,再到以“冰雕”為模具制作結(jié)構(gòu)、加工器件,一套以“wafer in, device out”為目標的“冰刻2.0”三維微納加工系統(tǒng)雛形初現(xiàn)。
2012年,仇旻從瑞典皇家工學院回國任教后不久,就開啟了“冰刻”研究計劃。經(jīng)過六年的努力,他和他的團隊將“冰刻”從紙上談兵變成現(xiàn)實,完成了國內(nèi)首臺“冰刻”系統(tǒng)的研發(fā)。來到西湖大學后,仇旻在國家自然科學基金委重大科研儀器研制項目(自由申請類)的支持下,全力研發(fā)功能更加強大的“冰刻系統(tǒng)2.0”。他們希望改變傳統(tǒng)電子束光刻繁瑣的加工程序,創(chuàng)造出一套全流程一體化、自動化的微納加工系統(tǒng)——從冰膠形成開始,到模具加工、材料生長、器件性能表征,一氣呵成。
復(fù)旦大學物理系主任、超構(gòu)材料與超構(gòu)表面專家周磊教授表示,這項工作對于研發(fā)集成度更高、功能性更強的光電器件具有重要的現(xiàn)實意義?!啊獭梢詫⒐鈱W前沿的超構(gòu)表面與已經(jīng)廣泛應(yīng)用的光纖有機結(jié)合,既給前者找到了合適的落地平臺,又讓后者煥發(fā)了新的生機?!彼f。
目前,全世界做冰刻的實驗室只有兩個,一個在中國,一個在丹麥。顯然,這不是一個熱門的研究方向,且研發(fā)周期很長,想在這個課題上很快發(fā)文章并獲得高引用很難。
“但這是一項令人激動的新技術(shù)?!背饡F說,“這樣的探索,有可能帶來很大的突破,也有可能什么都沒有,但這正是基礎(chǔ)研究的意義和樂趣所在?!倍斘覀儼岩暯欠糯蟮街袊圃斓谋尘跋?,在從制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變中,對以微納加工為代表的超精密加工的探索和創(chuàng)新,正是中國制造指向的未來。
在仇旻團隊最新發(fā)表的文章結(jié)尾,他們用一種非??苹玫姆绞秸雇恕氨獭钡奈磥?。毫無疑問,未來圍繞“冰刻”的研究,將聚焦于那些傳統(tǒng)“光刻”能力無法企及的領(lǐng)域。受益于水這種物質(zhì)得天獨厚的生物相容性,在生物樣本上“冰刻”光子波導(dǎo)或電子電路有望得以實現(xiàn)。而這將史無前例地提高人為干預(yù)生物樣本的能力,同時開辟出全新的學科交叉和研究方向。