目前微加工發(fā)展狀況

目前，大多數(shù)微加工以傳統(tǒng)機械加工和光刻為主，這就是平板印刷技術(shù)。Tommaso Baldacchini 透露，光刻技術(shù)的確能生產(chǎn)十分精密的高通量結(jié)構(gòu)，但是這種方法僅限于二維空間。Baldacchini 說：這就意味著加工錯失了一整個維度。其他的局限性還包括：

• 加工這些結(jié)構(gòu)的儀器費用高

• 常常需要干凈的工作空間

• 基板和材料種類僅限于硅和半導體

Baldacchini 提到：十分有必要去打破這些限制性的障礙，來發(fā)明一些新的微納加工裝置。

打破納米微加工的障礙

在加工納米微結(jié)構(gòu)的過程中存在著許多挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)主要來自制造微結(jié)構(gòu)的技術(shù)和結(jié)構(gòu)自   身特性（如大小，形狀和表面積）。

激光輔助納米微加工技術(shù)(Journal of Laser Applications 24, 042007 (2012))為建立納米和微米尺寸結(jié)構(gòu)提供了一整套獨特方案。激光照射到樣品表面會產(chǎn)生很多影響，包括局部發(fā)熱、熔化、燒蝕、分解和光化學反應(yīng)，進而可以獲得一些例如石墨烯、碳納米管、甚至聚合物和陶瓷材料形成的多種復雜納米結(jié)構(gòu)。

表征

當表征微結(jié)構(gòu)時，擁有一個能在納米精度下準確測量加工微結(jié)構(gòu)尺寸的工具是十分關(guān)鍵的。有必要觀察加工結(jié)構(gòu)的拓撲形貌和均勻性，進而確?！皹?gòu)建”質(zhì)量達到設(shè)計要求。能夠表征新材料表面成分甚至是內(nèi)部成分同樣重要。

掃描電鏡在放大 2150 倍（左）和 8300 倍（右）數(shù)下觀察燒蝕樣品

掃描電鏡（SEM）是這類工作的理想工具，能夠聚焦到納米級、觀察小尺寸和納米樣品特征。Baldacchini 說：一臺掃描電鏡是表征樣品寶貴的工具。當樣品燒蝕時，我們能觀察其表面的變化，或者我們可以觀察含添加劑樣品的拓撲結(jié)構(gòu)。

技術(shù)創(chuàng)新

掃描電鏡SEM 在表征結(jié)構(gòu)特征方面經(jīng)常使用，可作為檢驗已生產(chǎn)納米結(jié)構(gòu)的一種方法。除此之外， Baldacchini 的研究還應(yīng)用了非線性光學顯微鏡，例如用相干反斯托克斯-拉曼散射顯微鏡研究雙光子聚合生成微米結(jié)構(gòu)的化學和機械特征。