【光学前沿】浙江大学研发新型光刻胶TP-EO，革新双光子光刻技术

    在纳米科技和微细加工领域，双光子光刻（TPL）技术因其能够制造出纳米级别的复杂3D结构而备受瞩目。然而，传统的阳离子基光刻胶在TPL过程中存在速度慢和分辨率不足的问题。为了突破这些限制，浙江大学的研究团队开发了一种新型阳离子基光刻胶——TP-EO，它能够在不牺牲分辨率的情况下显著提高TPL的生产速度。

    一、TP-EO光刻胶的创新特性

    TP-EO光刻胶的开发，标志着双光子光刻技术的一个新里程碑。与传统的SU-8环氧光刻胶相比，TP-EO光刻胶对双光子激光曝光的灵敏度高出约600倍，这使得它在高通量3D纳米制造中成为一个有吸引力的替代品。TP-EO通过双分子敏化系统实现高速制造，这一系统使用双分子光敏剂-光酸产生剂(PS-PAG)对来解决阳离子基光刻胶中常见的光敏性瓶颈。

    二、双分子光敏化引发系统

    TP-EO的双分子光敏化引发系统将光吸收和能量转移过程分开，增强了材料吸收光的能力。研究人员使用了5-硝基乙酰苯(5Nan)作为光敏剂，这种光敏剂可以拓宽吸收光谱，使材料能够捕获低至430nm的光波长。这种创新的光敏化策略，使得TP-EO光刻胶在TPL过程中表现出更高的灵敏度和更快的光固化速度。

    三、高分辨率纳米制造

    TP-EO光刻胶通过限制光酸扩散实现高分辨率纳米制造，而光酸扩散是通过调整单体的分子内和分子间立体结构来实现的。这种精细的控制使得TP-EO光刻胶能够制造出具有纳米级特征的拓扑液体二极管，光刻速度达到100毫米/秒，并且能够产生最小宽度约为170纳米的精细特征。

    四、潜在应用

    TP-EO光刻胶的高灵敏度和快速光固化能力，使其在制造收缩率低的3D结构方面展现出巨大潜力。研究人员已经使用TP-EO制造了具有精细特征小于200纳米且写入速度高达100毫米/秒的3D制造结构，展示了其在高通量纳米制造微观3D设备方面的潜在应用。这种高性能TP-EO光刻胶适用于可扩展制造各种应用的复杂架构，包括光栅、衍射元件、微机电系统、微流体设备和组织工程支架。

    这项研究的成功发表在《先进功能材料》期刊上，不仅展示了TP-EO光刻胶在双光子光刻技术领域的应用潜力，也为未来纳米制造技术的发展提供了新的方向。TP-EO光刻胶的高灵敏度和快速光固化能力，有望推动纳米制造技术在多个领域的应用，从而实现更快速、更精确的纳米级3D结构制造。