[00118405]双光子聚合有机硅光刻胶的研发

随着纳米光电子学及生物医学组织工程领域的发展,器件的小型化、结构多样化及高度集成化,给微纳器件制造领域带来了新的挑战。飞秒激光双光子微纳加工技术具有真三维、一次成型及高加工分辨率的特点,是三维微纳结构制备的理想工具之一。通过“理论计算-计算机辅助图形设计-微纳激光制造”这样一个简单的流程可以实现制备可设计的复杂三维微细结构,因此在光子学微器件、微机电系统等领域具有巨大的应用前景。 本项目组对双光子聚合有机硅光刻胶的研究主要是从工艺路线简单、节能环保、产品综合性能高、产品使用方便等几个方面进行考虑和设计的。 （1）确定了通过化学键合法制备高折射率的有机-无机杂化光敏聚硅氧烷树脂的方法,并成功合成折射率超过1.55的苯基和蒽基的光敏有机硅树脂。 化学键合法开发的有机硅光刻胶组合物可采用近红外（500-900nm）飞秒激光作为激发光源引发双光子聚合,加工最小精度＜90nm,硬度高,高温230度下性能稳定,折光率大于1.55,透光率高,515nm透光率大于90%。 （2）原位生成法开发的有机硅改性树脂可实现折射率可调的目标,可以双光子聚合,但分辨率差,后续仍需要对生产提纯进行工艺研究。 （3）利用阳离子-自由基双重聚合机理成功研发双固化体系负性光刻胶组合物。利用自由基机理的体系固化速度快,反应活性高,转化率高且成本低,以及阳离子聚合体系体积收缩率小,且材料的力学性能良好的特点。其最小线宽100nm,硬度高,透光率高,515nm透光率大于90%,表面光滑,且具有较高的弹性模量。