中国科学院物理研究所纳米制造团队通过外场诱导实现了特征尺度200 nm，结构空间取向变化（0~180°的折叠和弯曲）的三维微纳结构晶圆级跨尺度制造。该方法也可实现亚10 nm的金属间隙点对阵列的外场诱导加工。发展了一种基于聚焦离子束辐照的三维金属纳米结构折叠加工方法，可将平面内二维金属薄膜材料进行剪切和折叠，经过图形设计、平面剪切和多次有序折叠，实现了金属纳米结构单元的尺寸、周期与几何形貌可调制[121-123]的大面积可控加工。该方法具有材料普适性优势，适合于其他介质及氧化物薄膜三维微纳结构的折叠加工[124,125]。该研究团队通过折叠加工，将二维金属结构单元折叠，形成介质薄膜/金属结构单元复合的三维结构，极大拓展了折叠结构的材料组合功能，也拓展了其在光学调控领域的应用空间，如图5.3。除了折叠加工的方式外，探索了基于薄膜应变诱导的三维纳米结构弯曲加工方法，该技术主要利用在离子束辐照下，薄膜发生大面积应变而导致弯曲，弯曲加工尺度最小达到几百纳米，加工效率更高。基于以上弯曲和折叠的组合加工方式，该团队在微纳尺度实现了空间自由度更大的三维组装加工方法，可以构筑更为复杂的三维形状，实现单一加工方式不能完成的多级三维结构，这些结构在仿生、生物、能源、MEMS/NEMS及微纳光子学领域具有重要的应用潜力[126-128]。由于在微纳米尺度的三维折叠加工和亚10 nm金属间隙阵列可控加工及其应用研究的进展，该研究团队受邀分别在Adv Mater （2019,31,1802211）和Small （2019,15,1804177）撰写综述文章。
图 5.2 集成制造的n型和p型硅纳米线及其对PSA的互补对照检测(www.xing528.com)
图5.3 基于纳米薄膜的三维组装（折叠/弯曲）加工方法示意及结构照片
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