超表面制造取得新进展

智能手机上凸出的后置摄像头什么时候会过时？超表面的实现完全忽视了光的特性，有望将摄像头镜头的厚度降低到传统镜头的万分之一。然而，尽管取得了这一进步，但由于生产成本高和工艺复杂等仍然存在挑战。最近的研究揭示了一种具有水溶性的“模具”，提高了制造效率。

浦项工科大学机械工程系和化学工程系的Junsuk Rho教授和机械工程系的Joohoon Kim教授，以及高丽大学材料科学与工程系的Heon Lee教授组成的科研团队，开发出了一种水溶性模具。

各种纵横比结构和超镜头图示

通过其成功的应用，他们成功地制造了一个无瑕疵的高分辨率和高纵横比超表面。这些研究结果已经发表在Photon X上。

有两种主要的技术用于生产超表面。电子束光刻涉及使用电子束绘制图案，但成本高昂且制造速度慢。相比之下，纳米压印光刻采用雕刻模具来压印所需的结构，使其成为一种更经济、更快的方法。

这种方法有其自身的挑战，特别是在从模具分离的过程中存在损坏结构的风险。结构越大，损坏的可能性越高，这对实现必要的高分辨率和高纵横比至关重要。

为了解决这些限制，研究团队设计了一种水溶性纳米压印模具。他们采用了一种将模具溶解在水中的技术，而不是将结构从模具中物理分离，从而消除了破坏结构的风险。水溶性模具是用聚乙烯醇（PVA）制成的，这种柔性材料很容易溶解在水中。

此外，研究团队使用水溶性模具进行了实验，成功制备了1cm面积的超透镜。该超透镜具有高分辨率和高纵横比为10:1，允许它转录小于100nm的结构。值得注意的是，该模具在可见光范围内保持了其功能。这种新方法提供了一种经济和快速的纳米压印工艺，能够实现高分辨率和高纵横比的结果。

领导这项研究的Junsuk Rho教授解释说：“这项研究代表了通过使用水溶性模具进行纳米压印来实现高分辨率和高纵横比的一项成就。我希望这种方法与基于深紫外光刻的大面积模具制造技术相结合，不仅可以批量生产透镜，还可以批量生产各种超表面。该研究进展将为经济实惠且快速制造超表面铺平道路。”