氧化锆光刻胶的制备与烧结的研究开题报告

全文总字数：5272字

1. 研究目的与意义（文献综述）

现代科学最具雄心的目标之一是能够以确定的、三维的、功能的结构，在每一个空间尺度乃至原子尺度上，用我们在宏观领域所具有的精确性和控制性来控制和安排物质^[1]。随着光学，光化学，光电子等领域的研究和发展，3d微纳加工成为了各种加工技术中重要的组成部分。因此，研究和研究加工精度更高，空间分辨率更广，加工速度更快的3d打印技术具有重要的意义。

双光子吸收（two-photon absorption，tpa）是分子同时吸收两个光子从基态跃迁至激发态的一种非线性光学效应。上世纪30年代，goppert-mayer从理论上预测了分子在强光激发下将会发生tpa^[2]。在聚合物发生聚合时，引发剂同时吸收两个光子激发后引发单体聚合，成为双光子聚合（two-photon polymerization，tpp）。利用tpp，控制发生聚合的位置，就可以在树脂中加工出指定的三维结构，空间分辨率高^[3]。但是由于双光子聚合具有明确的光强阈值，也就是说，只有光子的密度足够高时，引发剂双光子吸收的概率大大增加，双光子吸收诱导的自由基才能够存留并诱发聚合过程，一般来说，这需要在激光的照射下才能发生。

飞秒激光具有十几到上百飞秒的超短脉冲，其能量吸收时间远小于热弛豫等动力学过程所需时间，因此能够有效抑制激光扫描区域的热效应。利用飞秒激光进行加工是一种冷加工手段，这大大提高了激光的加工精度^[4]。同时，飞秒激光的高能脉冲也使其光与物质间的相互作用与连续激光的情形截然不同，具体表现为所作用材料对飞秒激光的吸收表现为非线性，即产生双光子吸收。因为双光子吸收率和光强的二次方成正比，所以这种非线性吸收也使其可以达到远超光学衍射极限的分辨率^[5]，因此飞秒激光具有强大的加工能力。

2. 研究的基本内容与方案

2.1.基本内容

1)光刻胶制备：将一定量的正丙醇锆加入到丙烯酸中，充分搅拌，待完全其溶解后，向溶液中加入光敏剂（pi），充分搅拌，待其混合均匀，静置备用。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成实验方案。

第4－9周：完成开题报告。并按照实验方案，制备氧化锆光刻胶，完成聚合后进行烧结。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]m. carlotti，v.mattoli. functional materials for two-photon polymerization inmicrofabrication[j]. small，2019，15（40）：e1902687.

[2]m. goppert-mayer. elementary processes with two quantumtransitions[j]. annalen der physik，2009，18（7-8）：466-479.