基于约束刻蚀剂层的超光滑表面加工新方法

超光滑表面加工是现代微电子、光学和航空宇航等领域中的关键共性问题，技术难点在于：加工后的材料的表面粗糙度（Ra）须小于1nm，同时要求其表层及亚表层无损伤。本申请拟利用约束刻蚀剂层（CELT）的基本原理，发展可满足上述要求的超光滑表面加工新方法，即：在超光滑的线形工具表面，由溶液中的约束剂将电化学产生的化学刻蚀剂液层压缩至纳米尺度，当刻蚀剂液层与被加工的材料表面接触后即发生化学反应，通过相对移动线形工具和被加工表面，实现大尺度、无机械接触的化学刻蚀/抛光加工。研究内容包括：（1）采用扫描电化学显微镜（SECM）方法，探寻适合于不同材质的高效化学刻蚀/抛光的CELT体系；（2）设计线形工具（电极）和超精密旋转加工装置，建立超光滑表面加工原型系统；（3）通过理论模拟与实验相结合，探明在纳米尺度超薄液层内的对流、扩散传质特性以及物料平衡。旨在建立一种简单易行的具有普适性的超光滑表面加工新方法。

项目实施三年，顺利完成原定计划，具体表现在如下几个方面：.（１）.研发了电化学微纳加工综合仪器平台；.（２）.研究了约束刻蚀体系的化学化工原理；.（３）.提出了电化学机械加工方法，实现了表面抛光；.此外，还新开展了以下探索：.（４）.提出了光化学表面抛光新原理和新方法；.（５）.提出了“机械运动与化学去除耦合效应”新课题；.项目实施以来，共发表研究论文7篇，申请国际专利3项，中国发明专利5项，做国际国内会议学术报告10次，其中国际邀请报告6次，国内邀请报告1次。项目的完成为今后的工作提供了电化学微纳加工仪器保障、拓宽了研究思路、提出了新的研究课题。在本课题仪器研发的基础之上，课题组获得了基金委“科研仪器专款项目”（Grant No. 21327002）的资助。