高分辨率纳米多孔薄膜光刻

垂直X射线或电子束MOF薄膜光刻

比利时鲁汶大学的学者们发明了一种高分辨率光刻技术，可用于图案化MOF薄膜材料，这个工作发表在《自然材料》上，将加速MOF材料集成到微芯片的过程。MOF是一种由有机分子和金属离子组成的分子海绵，“这种材料在诸如低功耗处理器、电阻存储器、传感器和柔性电子产品等高科技小型化设备中有着光明的前景。” 来自鲁汶大学膜分离、吸附、催化和光谱学中心（cMACS）的Rob Ameloot教授说，“MOF和微电子界一直致力于将MOF集成到微芯片中，这需要两个步骤：薄膜沉积和光刻工艺。”

在2016年，Rob Ameloot的团队研发出MOF薄膜的化学气相沉积技术，这是一种兼容工业芯片制造的方法。现在团队成员迈出了更大的一步，实现了纳米分辨率的MOF薄膜的直接光刻，传统光刻工艺采用牺牲层技术，也叫做光刻胶，将图案转移到所需的材料上，使用光刻胶的过程较为复杂，还有可能造成多孔MOF薄膜的污染。

MOF图案的放大图

“我们的目标是不使用光刻胶，但是仍然能够制备高质量的MOF图案。” 比利时鲁汶大学的博士后，论文的一作Min Tu说到，“我们的方法基于可选择性的X射线或者电子束MOF薄膜光刻，这种方法能够引起化学反应，使之溶解于普通溶剂，这种方法完全避免采用牺牲层，因此显著简化了图案化过程并且保持了MOF物理化学性质的完整性。另外，我们有可能实现更小尺寸的图案化特征，并且我们的技术和现有的纳米制造工艺兼容。为了证明这种方法的某些性能，我们制作了一个能够响应有机蒸汽的光子传感器。我们第一个实现了这些多孔材料的直接高分辨率光刻。我们发现了一种令人振奋的方式图案化MOF材料表面。现在，是时候把他们设计和应用在微型化设备里面了。”