你见过世界上最小的上海科技大学景观塔吗?
中国微雕历史源远流长,当代建筑微雕大师阚三喜曾说过:评价一个微雕作品的好坏不是看它雕得有多精细,而是要反映时代。
上科大物质科学与技术学院软纳米平台,以微纳加工技术创作的“上科大景观塔微雕”,就是这样一件结合了时代科技和艺术、体现上科大先进平台和高精度工艺水平的文化创作。
左:上科大景观塔微雕作品,右:上科大标志性建筑 景观塔
微纳加工技术主要用于微电子芯片领域,为新能源材料、生物医学材料和量子材料的科学发展,提供了“从材料性能到器件应用”的研发技术支撑。制造微电子芯片的工艺主要有光刻、薄膜、刻蚀(干法和湿法)和封装,尺寸涵盖亚毫米、微米和纳米量级,工艺整合追求的是器件单元的良品率,以实现高密度芯片的性能设计目标。
结合传统微纳加工和氦离子显微镜的氦、镓离子束加工技术,软纳米平台团队在单晶硅表面构造出上科大景观塔的三维立体微雕,在景观塔最上层刻上“立志 成才 报国 裕民”的上科大育人理念,线宽达到了亚10纳米的产业界极限。该作品将科学、技术、文化与艺术融为一体,复杂而又巧妙的工艺,体现了我校先进的设备及微纳加工水平。
背后的故事
2月14日,上海科技大学“材料科学与工程”列入国家第二批“双一流”建设名单。物质学院软纳米平台所支持的微纳功能材料领域正是材料科学与工程的重点方向之一,并支持材料学科与其它基础学科(物理学、化学、生物学等)的交叉融合。
软纳米平台所负责的氦离子显微镜,是集氦、镓双离子束于一体的成像加工设备,其线宽加工极限分别为5纳米和50纳米,覆盖了微米到亚10纳米尺度的成像和加工应用。使用氦离子束对不导电样品进行形貌成像,其电荷补偿功能十分出色;平台也可用氦离子束诱导Pt沉积,在材料及电子半导体行业有广泛的应用(如纳米电路)。软纳米平台的氦离子显微镜配置三维重构功能,能够重现样品三维结构和成分的差异。
在历时三个月对氦离子显微镜进行装机合作调试期间,平台与蔡司中国显微镜应用部创作了此作品。
了解软纳米平台(Soft Matter Nanofab)
软纳米平台是上海科技大学物质学院下属的微纳加工平台,全名为软物质微纳加工实验室(Soft Matter Nanofabrication Laboratory),是我校“双一流”建设的科研教学保障平台之一。
物质学院常任副教授、软纳米平台科研主任王宏达介绍:软物质介于固态和流体之间,具有介观结构、受扰动易形变以及结构上能够自组装三大特性。在生物、能源及量子领域,软物质将扮演重要角色,微纳加工技术将有力助推软物质科学发展。这正是软纳米平台的建设构想。
平台专注于软物质和新能源材料的应用开发,以器件验证其未来实用化的潜力。平台先进的光刻、蚀刻、薄膜、和器件封装与测试等工艺,可为新能源、新生物、新量子等不同领域的软材料器件研究提供最先进的微纳加工能力,是集学、研、制、测一体化的科研平台,是作为材料学科教学和科研的重要保障基地之一。
平台净化室位于物质学院7号楼,包含千级和万级两个洁净区域,共占地650平方米。自平台启动以来已服务超过80个课题组,近500名用户,仅2021年培训新用户120余人,平台开设了《软物质微纳加工》《微纳加工基础与实验》课程,参与了《物质科学常用仪器概述》课程建设,开放支持科研人员和本研学生的科研和教学。
平台团队(左起):王宏达、张艳、陆盛楠、何金金、熊荣欣、高珍、张超。