功能性有序微结构的制备及潜在应用.pdfVIP

中国科学: 化学 2011 年 第41 卷 第2 期: 183 ~ 194 SCIENTIA SINICA Chimica SCIENCE CHINA PRESS 专题论述 功能性有序微结构的制备及潜在应用 ①②* ①* 孙志强 , 杨柏 ① 吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室, 长春 130012 ② 中国科学院长春应用化学研究所, 长春 130022 *通讯作者, Email: blueman@; byangchem@ 收稿日期: 2010-10-11; 接受日期: 2010-11-08 doi: 10.1007/s11426-010-4195-5 摘要 随着科技的发展进步, 具有特殊功能的有序微结构日渐引起人们浓厚的研究兴趣, 并 关键词 被广泛应用于微电子器件、微反应器、生物化学传感器以及光学器件等领域. 本文总结了我们 有序微结构 胶体晶体 课题组在微观表面图案化和有序微结构制备及应用方面的研究工作, 重点介绍我们在该方向 去润湿 工作的必威体育精装版进展, 并对该领域的发展前景进行了展望. 1 引言 2 基于胶体晶体构筑多种功能性有序微结构 目前, 关于有序微结构的研究在现代科技中 20 世纪80 年代开始, 胶体晶体的研究逐步兴起. 占有极其重要的地位, 其应用范围涵盖了集成电 作为一种介观有序微结构, 胶体晶体具有特殊的光 路、微机电系统、微流控系统、生物芯片、高密度 学衍射性质, 在光子晶体[45~49] [50] 、高密度存储器 以及 存储器、光子晶体, 以及微型光学元件等众多高科 生物、化学传感器[51~53]等方面有着重要的应用. 不仅 技产品的加工和制造领域[1~6]. 随着有序微结构加 如此, 胶体晶体还为其他纳、微有序结构的制备带来 工技术( 即微加工技术) 的持续发展, 功能器件的小 了新的契机. 以胶体晶体为模板, 结合蒸镀、沉积、 型化进程大大加快, 微电子行业的各种元器件日新 刻蚀、聚合以及光刻等[54~56]技术, 人们发展了许多方 月异, 朝着“更小、更快、更节能、更低廉” 的方向飞 法来构筑二维(2D)、三维(3D)有序微结构. 这些有序 速发展[7, 8]. 不仅如此, 得益于微加工技术的空前进 结构不仅推动了微加工技术的进步, 同时也促进了 步, 众多革命性的器件模型应运而生, 并迅速从实 物理、化学、生物以及医药科学的发展和不同学科之 验室研究走向实际应用, 其中包括量子点激光阵 间的交叉. 列[9] [10] [11] 、量子串联激光器 、单电子半导体管 和纳 米磁畴阵列[12]等. 本课题组长期致力于功能性有序 2.1 晶格结构可调的二维非紧密胶体晶体的制备 微结构的制备和应用研究, 建立了一系列微观表面 近年来, 晶格间距和晶格结构可调的2D 非紧密 图案化方法, 其中包括胶体晶体软光刻法[13] 、胶体 胶体晶体备受关注. 人们建立了一系列微加工技术, 晶体微接触印刷法[14, 15]