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  通常，基于剛性襯底的結構或器件一旦被制備出來，其光學特性就被固定下來了。盡管這些固定的光學特性可以應付集成光子學中的傳導、傳感和增強等被動功能。但在調諧、調制/開關、激射等主動功能方面卻需要特殊的功能材料，如非線性材料等，使得在實際應用上受到諸多限制。相比于傳統的基于剛性襯底的器件，柔性器件因具有柔韌性、生物相容性、動態可調控等特性引起了眾多科學家的極大研究興趣，正是這些特性使之被廣泛研究和應用，如可全彩調諧的等離激元柔性器件，可變焦的平鏡頭，可拉伸的穿戴式有機晶體管等。然而，在彈性襯底上制備微納結構是制造柔性器件中最關鍵的一步。目前，基于傳統的轉移技術可在彈性襯底上制備線度大于10微米的結構，而在彈性襯底上制備線度小于10微米的二維和三維結構仍然是個巨大挑戰。

  近日，中山大學材料科學與工程學院、光電材料與技術國家重點實驗室的金崇君教授研究組在彈性襯底上制備三維微納結構的研究方面取得重要進展，發展了一種具有高效率、高精度、應用范圍廣等優點的金屬薄膜輔助納米轉移技術，相關成果發表在國際著名學術刊物ACS Nano（SCI影響因子13.709）上。

圖一 金屬薄膜輔助納米轉移技術的基本工藝流程圖

  采用電子束曝光和聚焦離子束刻蝕等方法很難直接在易變形的襯底上制備微納結構。為解決這個問題，直接從剛性襯底上剝離微納結構的轉移方法引起了不同領域科學家的注意，如采用已固化的PDMS彈性襯底直接從剛性襯底上轉移金屬微納結構。該方法的優勢在于，轉移過程不會改變其原有的結構。然而，不幸的是，小尺寸的微納結構和三維結構很難被直接轉移至已固化好的彈性襯底上。最近，金崇君教授研究組提出在原傳統的轉移方法基礎上，利用金屬薄膜作為輔助轉移層，并結合對彈性襯底預拉伸的方法，發展了一種可在彈性襯底制備三維微納結構的金屬薄膜輔助納米轉移技術，相應的具體工藝流程如圖一所示。該方法的優點如下：1）僅通過一次轉移可實現在彈性襯底上制備微納結構；2）可以在彈性襯底上制備出比采用先進的機械自組裝技術小兩個數量級的微納結構；3）通過預拉伸，可在彈性襯底PDMS等上制備出橋狀、棚屋狀、金字塔狀和流體通道等三維微納結構（如圖二所示）。該研究組發展的金屬薄膜輔助轉移技術為柔性納米光子和光電器件的制備提供了新的方法。

圖二 基于金屬薄膜輔助納米轉移技術在彈性襯底上制備的多種三維微納結構

  該研究成果以題為“Metal-Assisted Transfer Strategy for Construction of 2D and 3D Nanostructures on an Elastic Substrate”的論文在線發表在ACS Nano 2019, 13, 440-448, 劉文杰副研究員和鄒秋順博士為共同第一作者，金崇君教授為通訊作者。該研究已申請國內發明專利 （CN 201811235317.8  2018. 10. 23），具有自主知識產權。本研究得到國家自然科學基金委、廣東省自然科學基金、廣州市科技計劃和光電材料與技術國家重點實驗室等機構的資助。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b06623