[00131513]紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工新技术基础研究

1、课题来源与背景 随着现代科学与技术的迅猛发展,在超大规模集成电路制造、光传输、信息存储和薄膜科学等领域对超光滑表面的需求日益增多。在上述各领域,对元件的表面粗糙度和表面质量均提出了严格的要求,不仅要求其加工精度和表面粗糙度达到亚纳米量级,还要求加工后工件的表面疵病及亚表面损伤尽可能少[1,2]。由于超光滑表面微观起伏的均方根值约为单个或几个原子的尺寸,因此超光滑表面加工的关键在于如何实现工件表面材料原子量级的去除。 2、研究目的与意义 为解决现有超光滑表面加工方法中存在的加工效率低、加工成本高、适用范围窄等具体问题,在对现有超光滑表面加工方法进行深入分析和研究的基础上,本项目综合利用紫外光场的光化学作用、胶体射流动压作用及入射纳米颗粒的机械、化学作用,提出了一种超光滑表面制造新技术—“紫外光诱导纳米颗粒胶体射流加工”。 3、主要论点与论据 该技术主要利用在调控紫外光场与胶体射流动压场耦合作用下纳米颗粒（粒径在10nm～100nm之间）与加工表面间的界面化学反应以及胶体射流产生的剪切粘滞作用实现对工件表面材料的亚纳米级去除。 4、创见与创新 本项目首次提出利用紫外光的光化学作用激励和强化入射胶体中纳米颗粒与工件表面间的界面反应,提高原子尺度材料去除效率,实现亚纳米级超光滑表面的制造。利用光化学、流体动力学和界面物理化学等理论结合超光滑表面加工实验结果,建立了光诱导纳米颗粒胶体射流加工材料去除的物理化学模型,开发了可实现亚纳米级超光滑表面制造的工艺参数及工艺过程, 5、社会经济效益,存在的问题 该成果可为复杂曲面光学元器件的亚纳米级超光滑表面的制造提供一种高效率、高精度的确定性超精密加工新技术, 可为实现可控的亚纳米尺度材料去除提供理论和技术支持。