本书简述微纳加工的主要方法及在纳米材料与器件研究中的应用，注重理论与实践的结合，包括光学曝光、电子束曝光、聚焦离子束加工、激光加工、纳米压印、刻蚀技术、薄膜技术、自组装加工，以及微纳加工在纳米材料与器件的电学、光学、磁学等研究领域的应用，重点介绍各种微纳加工方法的产生根源与最新发展的趋势，在科学研究中的创新性应用与要注意的问题，以及在多学科领域中对探索科学发现的重要作用。
样章试读
目录
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第二版前言
第一版前言
第1章光学曝光1
1.1光学曝光系统的基本组成1
1.2光学曝光的基本原理与特征3
1.2.1光学曝光的基本模式与原理3
1.2.2光学曝光的过程6
1.2.3分辨率增强技术19
1.3短波长光学曝光技术22
1.3.1深紫外与真空紫外曝光技术22
1.3.2极紫外曝光技术23
1.3.3X射线曝光技术24
1.3.4LIGA加工技术25
1.4光学曝光加工纳米结构25
1.4.1泊松亮斑纳米曝光技术26
1.4.2表面等离激元纳米曝光技术29
1.4.3基于双层图形技术的纳米加工31
1.4.4位移Talbot曝光技术32
1.5光学曝光加工三维微纳结构35
1.5.1灰度曝光技术36
1.5.2基于欠曝光的三维曝光技术38
1.5.3基于菲涅耳衍射与邻近效应的三维曝光技术40
参考文献41
习题42
第2章电子束曝光技术43
2.1电子束曝光系统组成44
2.1.1电子枪45
2.1.2透镜系统46
2.1.3电子束偏转系统47
2.2电子束曝光系统的分类48
2.2.1扫描模式48
2.2.2束形成49
2.3电子束抗蚀剂51
2.3.1电子束抗蚀剂的性能指标51
2.3.2电子束抗蚀剂制作图形工艺53
2.3.3常用电子束抗蚀剂及其工艺过程55
2.3.4新型电子束抗蚀剂58
2.3.5特殊的显影工艺59
2.3.6多层抗蚀剂工艺61
2.3.7理想抗蚀剂剖面的加工64
2.4电子束与固体的相互作用及邻近效应65
2.4.1电子束与固体的相互作用65
2.4.2邻近效应及校正67
2.5荷电效应及解决方法70
2.5.1引入导电膜71
2.5.2变压电子束曝光系统73
2.5.3临界能量电子束曝光73
2.6三维结构的制备74
2.6.1平整衬底上三维结构的加工74
2.6.2三维衬底上图形的制备78
2.7电子束曝光分辨率79
参考文献80
习题83
第3章聚焦离子束加工技术84
3.1聚焦离子束系统的基本组成84
3.2聚焦离子束的基本功能与原理87
3.2.1离子束成像87
3.2.2离子束刻蚀88
3.2.3离子束辅助沉积92
3.2.4FIB的传统应用94
3.3聚焦离子束的三维纳米加工96
3.3.1FIB刻蚀加工三维结构96
3.3.2FIB沉积加工三维结构98
3.3.3FIB辐照加工三维结构99
3.4聚焦离子束技术的发展104
参考文献108
习题109
第4章激光加工技术110
4.1飞秒激光三维加工的基本原理112
4.2飞秒激光三维加工系统的组成与工艺114
4.2.1系统的组成114
4.2.2工艺过程115
4.3三维微纳米结构的制备117
4.3.1镂空衬底上三维微纳米结构的加工118
4.3.2光子晶体及纳米复合结构的加工119
4.3.3新型光学微纳结构的加工121
4.3.4生物结构的加工122
4.3.5集成光路中的应用123
参考文献125
习题126
第5章纳米压印技术127
5.1纳米压印的基本原理127
5.2纳米压印的基本工艺过程129
5.2.1模板的制备和表面处理129
5.2.2压印胶的种类和涂胶方式131
5.2.3压印及脱模132
5.2.4图形转移133
5.3纳米压印的分类133
5.3.1热压印133
5.3.2紫外固化压印135
5.3.3步进闪光压印135
5.3.4基于模板保护的纳米转压印136
5.3.5激光辅助直接压印140
5.3.6紫外压印和光刻联合技术140
5.3.7其他压印技术141
5.4金属纳米锥的压印加工143
5.4.1模板制备144
5.4.2压印144
5.4.3脱模145
5.4.4金属蒸镀145
5.4.5金属纳米锥的剥离翻转145
参考文献146
习题147
第6章刻蚀技术148
6.1刻蚀的基本概念149
6.2湿法腐蚀技术150
6.3干法刻蚀技术155
6.3.1离子束刻蚀158
6.3.2反应离子刻蚀158
6.3.3电感耦合等离子体反应离子刻蚀161
6.3.4其他干法刻蚀173
6.4无掩模刻蚀技术177
6.4.1硅锥结构的无掩模刻蚀178
6.4.2金刚石锥的无掩模刻蚀179
参考文献184
习题186
第7章薄膜技术187
7.1薄膜沉积方法188
7.1.1薄膜生长的基本原理188
7.1.2影响薄膜生长的主要因素193
7.1.3薄膜的表征方法195
7.1.4物理气相沉积方法196
7.1.5化学气相沉积方法206
7.1.6原子层沉积方法208
7.1.7电化学沉积212
7.2纳米薄膜的表面剥离制备方法214
7.2.1化学或机械剥离方法215
7.2.2各向异性刻蚀剥离法216
7.2.3外延剥离法217
7.2.4SOI释放法217
7.3超光滑金属薄膜的制备219
7.3.1化学修饰法220
7.3.2过渡层诱导法221
7.3.3模板剥离翻转法222
7.3.4模板压致形变法223
7.4薄膜沉积技术制备微纳结构的方法225
7.4.1常规加工法225
7.4.2辅助加工法227
7.4.3特殊加工法235
参考文献242
习题243
第8章自组装加工244
8.1自组装的分类与特点245
8.1.1自组装的分类245
8.1.2自组装的特点246
8.2自组装的驱动力247
8.2.1范德瓦耳斯力247
8.2.2静电相互作用248
8.2.3疏水作用力248
8.2.4溶剂化作用力249
8.2.5氢键251
8.2.6ππ堆积作用251
8.3分子自组装单层膜253
8.3.1硫醇自组装单层膜254
8.3.2有机硅烷自组装单层膜256
8.3.3自组装单层膜的图案化258
8.3.4自组装单层膜在微纳加工中的应用260
8.4嵌段共聚物自组装261
8.4.1嵌段共聚物262
8.4.2基于嵌段共聚物的纳米结构加工264
8.5有机半导体纳米材料的自组装272
8.5.1导电聚合物自组装273
8.5.2小分子有机半导体自组装275
8.6纳米颗粒自组装278
参考文献282
习题283
第9章微纳加工在电学领域的应用284
9.1测量电极285
9.1.1电极的设计286
9.1.2电极材料的选取286
9.1.3电极的加工288
9.2量子特性与器件293
9.3电导特性与器件296
9.3.1碳基纳米材料与器件296
9.3.2无机半导体纳米材料与器件297
9.3.3有机纳米材料与器件298
9.3.4三维垂直环栅晶体管299
9.4场发射特性与器件300
9.4.1场致电子发射基础300
9.4.2宽带隙纳米材料的场发射303
9.5超导电性与器件305
9.5.1约瑟夫森结305
9.5.2一维超导结构306
9.6传感器与能源器件307
9.7纳米电路310
参考文献313
习题315
第10章微纳加工在光学领域的应用316
10.1表面等离激元316
10.1.1表面等离激元的激发与传播318
10.1.2表面增强拉曼散射318
10.1.3表面等离激元波导321
10.1.4表面等离激元光路元件323
10.1.5表面等离激元增透325
10.1.6表面等离激元的调控326
10.2超材料328
10.2.1超材料及其原理328
10.2.2微波波段超材料330
10.2.3太拉赫兹与红外波段超材料331
10.2.4近红外与可见光波段超材料334
10.2.5组合结构及三维立体超材料337
10.2.6主动、手性等特殊超材料343
10.3光子晶体351
10.4发光器件及其他351
10.4.1荧光特性351
10.4.2激光器及微纳谐振腔351
10.4.3其他光学应用354
参考文献357
习题360
第11章微纳加工在磁学领域的应用361
11.1磁畴与畴壁361
11.1.1单畴特性361
11.1.2畴壁动力学365
11.2磁存储与磁逻辑电路372
11.3其他磁性纳米结构和器件377
参考文献380
习题381
第12章微纳加工在其他领域的应用382
12.1纳机电系统中的应用382
12.1.1碳基纳机电系统382
12.1.2半导体基纳机电系统384
12.2纳米生物中的应用386
12.3热学中的应用390
12.4纳米仿生中的应用392
12.5扫描探针技术中的应用395
参考文献397
习题398
索引399
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