一个断开连接的银纳米结构的方法来制作的3D
Summary
飞秒激光直写聚合物和眼镜，经常被用来创建三维（3D）模式。然而，图案3D金属仍然是一个挑战。我们描述了一种用于制造嵌入使用飞秒激光在800 nm附近的聚合物基质内的银纳米结构的方法。
Abstract
标准的纳米加工工具包包括在创建2D模式在电介质主要目的的技术。创建一个亚微米尺度上的金属图案需要结合纳米加工工具和一些材料的加工步骤。例如，步骤来创建使用紫外线光刻技术和电子束光刻的平面金属结构包括样品曝光，样品开发，金属沉积，金属升空。要创建3D的金属结构，该序列被重复多次。多层堆叠和调整的复杂性和难度限制实际实现的3D金属结构，使用标准的纳米加工工具。成为一个卓越的3D纳米加工技术飞秒激光直写。1,2飞秒激光器经常被用来创建聚合物和眼镜的3D模式。3-7然而，3D金属直接书写仍然是一个挑战。在这里，我们描述了一个嵌入在聚合物基体中使用飞秒激光为800 nm的银纳米结构的方法来制作。的方法，使制造的图案不可行使用其他技术，如断开银的体素的三维阵列。8断开连接的三维金属图案是有用的超材料，其中单元电池不彼此接触，9，如耦合金属点10， 11或是耦合金属棒12,13谐振器。潜在应用包括负折射率超材料，隐形斗篷，以及完美的镜头。
以飞秒激光直写，激光波长选择使得光子不是线性目标介质中吸收。当激光脉冲的持续时间被压缩到飞秒时间尺度和目标内部的辐射被紧密聚焦，极高的强度引起非线性吸收。多光子吸收的同时LY引起，导致重大修改的重点区域内的电子跃迁。使用这种方法，可以在大量的材料，而不是在其表面上形成的结构。
大多数三维金属直接写入的工作已集中在创建自支撑的金属结构。14-16所述的方法，这里产生亚微米银结构，并不需要是自支持的，因为它们嵌入一个矩阵内。甲掺杂的聚合物基质中制备使用的混合物中的硝酸银（AgNO 3的 ），聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和水（H 2 O）。的样品，然后由生产50-fs的脉冲11-MHz的飞秒激光照射而形成图案。在照射下，银离子的光还原通过非线性吸收诱导，建立一个总的银纳米粒子的焦点地区。使用这种方法，我们创建了一个掺杂PVP矩阵的嵌入在银色图案。添加3D平移的s充足的图案形成延伸到三维。
Protocol
Representative Results
Discussion
的关键的过程中获得的掺杂介质允许高分辨率制造的矩阵，但不降解制备后不久。一个简单的混合物，PVP，AgNO 3和H 2 O允许创建高分辨率的银纳米结构内支持矩阵中嵌入。变的PVP AgNO 3的比率，将改变制造所需的激光的能量，和潜在的其它性能如特征分辨率。低比率导致的绝缘介质基体的加速降解，和高比率导致非常低量的银在制作功能。
的最小激光?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们承认保罗JL韦伯斯特的3D渲染光学数据阿米拉。菲尔·穆尼奥斯和本杰明福兰特提供反馈的手稿上，在其整个的发展。本文中所描述的研究由空军科研办公室根据补助FA9550-09-1-0546 FA9550-10-1-0402。
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