2023/2024 年先进微纳加工应用图像竞赛

祝贺获奖者

我们非常高兴地宣布 2023/2024 年应用图像竞赛的结果,这次竞赛展示了我们的工具在高级研究方面的能力。

本次竞赛吸引了来自世界各地的大量参赛作品,凸显了纳米技术、生物医学工程、量子设备、柔性电子器件、光子学等领域的卓越突破和创新。比赛真正体现了前沿研究的精神和我们技术的潜力。

从2023年6月1日到2024年2月29日,海德堡仪器公司的所有系统用户都被邀请参加第二届 “先进微纳制造应用图像大赛”。该竞赛为全球用户提供了一个通过海德堡仪器公司的通信渠道展示自己作品的机会,以赢取总计 10,000 欧元的奖金。每个奖项都将以捐赠的形式发放。

  • 上传 1 至 5 张图片和/或一段视频短片(< 3 分钟),说明一项创新应用,下文中称为 “图片”。
  • 提交的图像应突出使用海德堡仪器公司的工具(当前或过去的任何系统,包括 VPG、DWL、MLA、µPG、µMLA、NanoFrazor 和 MPO 100)。
  • 图片必须没有第三方版权。
  • 可使用任何设备(如照相机或显微镜)制作图像。
  • 出于说明目的(如比例栏或元素命名),可对图片稍作编辑。
  • 海德堡仪器公司拥有在线或印刷使用图像的全部权利。它将与提交者选择的参考文献(作者姓名和/或机构)相关联。
  • 获奖者将由海德堡仪器公司提名的委员会选出。
  • 我们接受针对不同申请的多份参赛作品,但应分别提交。
  • 图片的说明性质量(图片应有助于理解申请内容)。
  • 图像的美感和质量(精确度、清晰度和分辨率)。
  • 清晰简明地描述应用程序及其相关图像。
  • 应用的创造性和创新性。
  • 还将考虑应用的节能或绿色环保优势。

一等奖

用于高性能下一代传感器的 300 纳米以下单晶悬浮硅纳米线(Si NWs)的制备方法

本年度应用图像竞赛的第一名被授予

巴西特-阿里
博士候选人、 土耳其伊斯坦布尔 Koç 大学微纳制造实验室土耳其伊斯坦布尔

共同作者
Mehdi Bostan Shirin、Umut Kerimzade 博士、Erdem Alaca 教授博士

使用的系统
海德堡仪器公司DWL 66⁺ 激光光刻系统

描述:
硅(Si)纳米线等一维材料对于先进的生化和惯性传感器至关重要。然而,传统的电子束(e-beam)光刻技术存在速度慢、成本高等缺点。利用海德堡仪器公司(Heidelberg Instruments)的 DWL 66+光刻工具,通过对微机电系统(MEMS)锚进行精确图案化来制造悬浮硅纳米线,然后进行离子束蚀刻以实现整体制造。与电子束光刻法相比,DWL 66+大大简化了制造过程,减少了对环境的影响,并大大缩短了写入时间。微调可使纳米线临界尺寸小至 250 纳米。这种低成本、高分辨率的方法为基于纳米线的生化传感器提供了潜力,并为具有精确 MEMS 和纳米线几何形状的惯性传感器开辟了新天地。

评委会声明:
通过离子束蚀刻技术达到 250 纳米的关键尺寸,需要具有高度均匀性和可重复性的光刻工艺。这一成就证明了我们的 DWL 66+光刻系统具有极高的稳定性。

二等奖

用于研究单个免疫 T 细胞动态的单细胞微流体捕获系统

张伟哲
澳大利亚墨尔本皇家墨尔本理工大学工程学院集成光子学与应用中心 (InPAC) 博士研究生

共同作者
Crispin Szydzik 博士、Apriliana E. R. Kartikasari 博士、Cesar S. Huertas 博士、Brianna Bradley、Cartos Escobedo 博士、Magdalena Plebanski 副教授、Arnan Mitchell 副教授

使用的系统
海德堡仪器公司的 MLA 150 无掩模对准仪

描述:
卵巢癌每年夺去20多万人的生命,但目前的治疗效果并不理想。免疫疗法有望通过逆转 T 细胞衰竭来抗击癌症,但由于显微镜对非附着细胞的扫描十分繁琐,因此缺乏时间信息。开发单细胞并行分析平台至关重要。微流控设备具有很高的空间和时间分辨率。这项研究提出了一种用于多重单细胞分离的双层细胞捕获阵列,利用 MLA 150 无掩膜对准器进行精确制造,将两个微米级的图案正确对准,作为 PDMS 微流体芯片 (µFC) 的模具。在该模型中,分离了 200 个 Jurkat 细胞(T 细胞的一种),并在一个区域内记录了它们摄入荧光染料的动态过程。该平台为免疫细胞研究提供了重要的高含量数据,推动了根除卵巢癌的潜在免疫疗法。

评委会声明:
我们深感自豪的是,我们的工具在推动医学研究方面发挥了作用,尤其是当它们为根除癌症做出贡献时。看到我们的技术被用于如此重要的工作中,并有可能对无数人的生命产生积极影响,我们感到无比满足。

三等奖

磁性薄膜的灰度直写激光退火技术

Lauren Riddiford 博士
博士后研究员,苏黎世联邦理工学院 – 保罗-舍勒研究所介观系统实验室,瑞士苏黎世

共同作者
Jeffrey Brock 博士、Katarzyna Murawska、Ales Hrabec 博士和 Laura Heyderman 教授

使用的系统
海德堡仪器公司 DWL 66⁺ 激光光刻系统

说明:
这项研究利用 DWL 66+ 的灰度功能,无需光刻胶,在磁性薄膜上使用 “直写激光 “来诱导局部磁性变化。例如,在 CoFeB-Pt 磁性多层膜中,垂直磁性各向异性会随着激光功率的增加而减小,在高功率下会耗散磁性,从而在不去除材料的情况下实现磁力线定义。利用 DWL 66+ 的 “高级灰度”,我们创造了一种雪花设计,反映了各向异性随半径增加而增加的磁特性,从而控制磁场下的磁化开关。外加磁场会沿着各向异性梯度扩大 “向下 “磁域。
这种新发现的能力为利用材料特性梯度的创新设备带来了机遇。

评审团声明:
我们对我们工具功能的创新应用感到惊喜。利用灰度局部改变磁性是我们从未考虑过的概念。当我们工具用户的创造力超出我们的预期,展示出我们技术的多功能性和潜力时,我们感到非常高兴。

四等奖

GaN 器件:金气桥制造阵列

Shonkho Shuvro
印度班加罗尔印度科学研究所(IISc)纳米科学与工程中心(CeNSE)博士学者

合著者
Roopa J 博士、Muralidharan R、Prosenjit Sen、Digbijoy N Nath

使用的系统:
海德堡仪器公司 µPG501(µMLA 的前身)

说明:
空气桥是在硅基板上制造的,用作射频设备和其他应用中的金属互连器件。它们由厚度约为 3-4 微米的悬浮金属膜制成。它们使用海德堡仪器公司的 µPG 501(µMLA 的前身)进行图案化,采用厚光刻胶 AZ 4562 双光刻法。为了形成拱形结构,需要进行抗蚀剂回流。金沉积是通过电镀实现的。这种制造方法类似于线键合,在微米尺度上运行。

评审团声明:
这些在射频设备中用作金属互连器件的结构极具视觉冲击力,凸显了使用灰度光刻技术而非抗蚀剂回流技术制作类似结构的潜力。这样,就可以在单一光刻工艺中实现曝光。

五等奖

结合 t-SPL 和纳米压印技术的灰度纳米拓扑结构用于二维纳米电子学

刘霞博士,Berke Erbas
瑞士洛桑EPFL 微系统实验室 (LMIS1)

共同作者:
Juergen Brugger 教授

所用系统
海德堡仪器公司的 NanoFrazor

说明:
灰度纳米光刻技术的出现与半导体等二维材料的兴起不谋而合,预示着先进纳米电子学的潜力。这些材料具有非凡的电学特性,有望通过实现 10 纳米以下的沟道长度和纳米片堆叠晶体管彻底改变处理器。然而,与硅相比,电子迁移率较低等挑战依然存在,因此有必要进一步研究它们的集成和物理特性。与硅方法类似的应变工程有望提高载流子的迁移率。这项研究证明,单层MoS2通过与纳米工程介电层相适应,可以有效地进行应变调制。这种通用技术适用于各种二维材料,不论其类型如何,具有多种应用潜力,凸显了纳米技术不断发展的前景。

评委会声明:
我们的 NanoFrazor 在技术娴熟的研究人员手中发挥出的威力令人惊叹:将灰度纳米光刻技术与MoS2相结合,产生了视觉效果极佳的纳米电子器件。这与图案化的MoS2沟道和掀起式金属化相结合,有望提高器件性能。

荣誉奖

空间聚合物上直径 30 英寸的衍射透镜

Hyun Jung Kim
美国弗吉尼亚州汉普顿NASA 兰利研究中心研究物理学家

使用的系统:
海德堡仪器公司 DWL 66fs,带背面校准功能

说明:
该项目涉及使用 DWL 66fs 在麦拉薄膜上制作直径为 30 英寸的衍射透镜,并进行背面对准。采用具有可移动网格图案的柔性透明基片,实现了大型透镜的微图案化,超过了美国国家航空航天局 DWL 66fs 处理的 7 英寸最大基片尺寸。该透镜由数十微米宽的环组成,焦距为 164 英尺(50 米),在测试过程中,整个透镜都表现出精确的聚焦效果,从而证实了制造的精确性。我们的目标是通过实际应用的户外测试,评估透镜的成像质量和效率。

评委发言:
虽然微结构的尺寸并不构成挑战,但该工具背面对准功能的显著利用率却非常高。此外,应用本身也非常吸引人,我们为我们的系统能在一个主要的航空航天研究中心得到应用而感到自豪。

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