Litografi Difraksi Masker Satu Langkah Revolusioner untuk Struktur Tergantung 3D yang Presisi
Abstrak
Kami mengusulkan metode paparan satu langkah baru untuk pembuatan struktur tiga dimensi (3D) yang menggantung, menggunakan difraksi pola masker dengan lebar garis kecil. Model optik proses paparan dibangun, dan distribusi intensitas cahaya 3D dalam fotoresist dihitung berdasarkan formulasi difraksi Fresnel-Kirchhoff. Beberapa struktur fotoresist 3D yang menggantung telah dicapai, seperti balok, jaring, pola kata, dan struktur berlapis. Setelah pirolisis struktur SU-8, struktur karbon 3D yang menggantung dan mandiri lebih diperoleh, yang menunjukkan potensi besar dalam aplikasi elektrode transparan, sel surya semitransparan, dan penyimpanan energi.
Pendahuluan
Struktur sistem mikroelektromekanis karbon (C-MEMS) 3D telah menarik perhatian yang lebih besar karena stabilitas kimia yang luar biasa, aktivitas elektrokimia, dan kompatibilitas biologis [1,2,3,4,5]. Struktur karbon yang menggantung adalah struktur C-MEMS 3D typikal yang bebas dari interaksi antar molekul [2], yang memberikan keuntungan signifikan dalam sensor [6, 7], mikroelektroda [8, 9], dan aplikasi penyimpanan energi [9]. Berbagai mikrostruktur C-MEMS telah dicapai melalui pirolisis polimer, di mana SU-8 adalah prekursor yang paling banyak digunakan untuk struktur karbon pirolitik [10, 11]. Sehubungan dengan penyerapan cahaya yang rendah, mudah untuk memproduksi mikrostruktur rasio aspek tinggi dengan SU-8 [12]. Namun, masih merupakan tantangan besar untuk mendapatkan template polimer yang menggantung.
Berbagai pendekatan telah dikembangkan untuk memproduksi mikrostruktur yang menggantung, seperti penulis E-beam [13,14,15], sinar X [10, 16], dan litografi dua foton [17,18,19]. Litografi dua foton adalah cara yang layak untuk mencapai struktur yang menggantung dan kompleks, seperti saluran mikro terpuspend yang rongga, dengan akurasi tinggi tetapi efisiensi rendah [17]. Dengan mempertimbangkan efisiensi dan biaya, litografi UV dapat menjadi pilihan yang lebih baik untuk memproduksi prekursor fotoresist. Proses litografi multi-tahap dengan dosis paparan yang terkontrol untuk memproduksi struktur yang menggantung telah divalidasi [3, 6, 7, 20]. Lim et al. [21] memproduksi nanowai dan jaring nano yang menggantung menggunakan proses litografi UV dua tahap dan mendapatkan struktur karbon kaca nano melalui proses pirolisis. Beberapa metode litografi satu tahap juga telah diusulkan. No et al. [22] mencapai struktur mikro yang menggantung dengan satu proses paparan, selama lembar difusor optik ditempatkan pada masker Cr. Lembar difusor memiliki dampak signifikan pada proses paparan, yang mengakibatkan deformasi pola fotoresist. Long et al. [2] berhasil memproduksi struktur 3D yang menggantung dengan mengontrol dosis paparan dan jarak udara antara fotoresist dan fotomask selama proses paparan dekat, sedangkan mode paparan dekat membatasi resolusi pembuatan. Litografi fotonik skala abu-abu juga telah diterapkan dalam pembuatan struktur yang menggantung dengan masker skala abu-abu atau sistem litografi tanpa masker [11, 23]. Karena SU-8 hampir transparan ketika panjang gelombang cahaya di atas 350 nm [12], sangat sulit untuk mengontrol akurasi ketebalan lapisan yang menggantung dengan menyesuaikan dosis paparan [8, 10]. Hemanth et al. [10] mengoptimalkan panjang gelombang UV dalam proses paparan berdasarkan properti SU-8. Mereka memilih panjang gelombang UV 405 nm untuk mikrostruktur rasio tinggi dan 313 nm untuk lapisan yang menggantung. Namun, kombinasi paparan dengan berbagai panjang gelombang UV meningkatkan biaya dan kesulitan proses pembuatan secara keseluruhan.
Dalam penelitian ini, kami mendemonstrasikan proses litografi difraksi berbasis masker satu langkah baru yang kompatibel dengan sebagian besar jenis fotoresist untuk memproduksi struktur 3D yang menggantung. Distribusi intensitas cahaya 3Dディsimulasikan dalam fotoresist sesuai dengan teori difraksi Kirchhoff dan kemudian diverifikasi melalui eksperimen. Ketebalan struktur yang menggantung dikontrol oleh lebar pola, dan balok yang menggantung diperlebar dengan menumpuk beberapa pola garis berdampingan dengan jarak yang tepat. Struktur 3D yang menggantung dan kompleks, seperti balok dengan ketebalan gradien dan jaring penuh yang menggantung dengan pola kata, dapat dicapai melalui proses litografi satu tahap. Akhirnya, balok karbon yang menggantung, jaring, dan jaring karbon mandiri juga telah diperoleh melalui proses pirolisis.
Metode dan Eksperimen
Model Optik Litografi Difraksi
Selama proses litografi UV, fenomena difraksi akan sangat jelas ketika ukuran pola terlalu kecil. Di sini, kami menggunakan difraksi pola sempit dengan beberapa lebar panjang gelombang untuk memproduksi balok yang menggantung. Untuk menganalisis distribusi spasial intensitas cahaya dalam fotoresist, kami membangun model optik (Fig. 1) untuk litografi difraksi berdasarkan difraksi Fresnel. Jarak udara antara fotoresist dan foto masker dapat diabaikan karena paparan dilakukan dalam mode kontak keras. Masker diiringi dengan gelombang datar pada panjang gelombang typikal 365 nm, dan fotoresist diperlakukan sebagai materi transparan dengan indeks bias 1,659 (indeks bias SU-8 pada 365 nm, diukur dengan elipsometer). P0 adalah titik pada masker dengan koordinat (x0, y0, 0), dan P1 adalah titik sembarang dalam fotoresist dengan koordinat (x1, y1, z1).
Model optik litografi difraksi
Menurut formulasi difraksi Fresnel-Kirchhoff [24], amplitudo di titik P1 dalam fotoresist adalah
di mana k = 2π/λ, λ mewakili panjang gelombang cahaya UV dalam fotoresist, E(P0) adalah amplitudo gelombang cahaya di titik P0, θ adalah sudut antara P0P1 dan sumbu z, r adalah jarak antara P1 dan P0, dan Σ mewakili domain integral dari pola masker. Menurut hubungan geometris dalam Fig. 1, kami dapat memperoleh
Untuk menyelidiki lebih lanjut penyerapan fotoresist, kami memodifikasi perhitungan intensitas cahaya ketika mempertimbangkan koefisien penyerapan. Quando sinar cahaya melewati fotoresist dari P0 ke P1, intensitas cahaya dapat dihitung dengan rumus berikut [25].
di mana I0 adalah intensitas cahaya awal di titik P0, Iα adalah intensitas cahaya di titik P1, α adalah koefisien penyerapan fotoresist, dan r adalah jarak antara P0 dan P1. Kami mendefinisikan Iα = 0 sebagai intensitas cahaya di titik P1 ketika α = 0 μm−1. Mudah untuk memperoleh bahwa Iα = 0 = I0 menurut rumus (6). Hubungan antara E(Pα = 0) (amplitudo yang sesuai dengan Iα = 0) dan E(Pα) (amplitudo yang sesuai dengan Iα) dapat dinyatakan oleh:
Dengan demikian, ketika mempertimbangkan penyerapan fotoresist dalam litografi difraksi, amplitudo di titik P1 (didefinisikan sebagai E(P1α)) dapat dihitung dengan:
Dan intensitas cahaya dapat diperoleh dengan rumus (2), (3), (5), dan (8).
Detail Eksperimen
Masker dengan pola garis digunakan untuk memproduksi struktur yang menggantung, sedangkan lingkaran atau persegi dirancang untuk memproduksi tiang yang mendukung lapisan yang menggantung. Dua jenis fotoresist negatif tebal digunakan dalam eksperimen, termasuk SU-8 2100 (Microchem Co., Ltd.) dengan ketebalan sekitar 50 μm dan NR26-25000P (Futurrex Co., Ltd.) dengan ketebalan sekitar 30 μm. Proses paparan dilakukan dengan MJB4 mask aligner, di mana panjang gelombang cahaya UV yang diiringi adalah 365 nm. Struktur yang menggantung dapat diperoleh setelah sampel direndam dalam pengembang untuk waktu tertentu. Di sini, asetat glikol metil propilena (PGMEA, Aladdin Co., Ltd.) digunakan sebagai pengembang untuk sampel SU-8 2100 dan pengembang RD6 (Futurrex Co., Ltd.) dipilih untuk sampel NR26-25000P. Akhirnya, proses pirolisis [16, 26, 27] yang berisi tahap pengeringan keras dan tahap pembakaran karbonisasi dilakukan dalam tungku kuarsa (MTI GAL 1400X) untuk mendapatkan mikrostruktur karbon 3D. Seluruh proses digambarkan dalam Gambar 2a, dan variasi suhu selama proses pirolisis digambarkan dalam Gambar 2b. Sampel dipanaskan keras pada 300 °C selama 30 menit dan kemudian dipirolisis pada 900 °C selama 60 menit. Selama proses pirolisis, sampel dipertahankan dalam atmosfer H2(5%)/Ar(95%) dengan laju pemanasan 10 °C/menit. Mikrostruktur yang diperoleh dikarakterisir dengan mikroskop elektron pemindaian (SEM, Helios NanoLab G3, FEI).
a Proses untuk memproduksi struktur karbon 3D yang menggantung. b Kurva suhu pirolisis
Hasil dan Pembahasan
Distribusi Intensitas Cahaya
Gambar 3a menunjukkan potongan lintang dari distribusi intensitas cahaya 3D di bawah masker berbentuk garis dengan lebar garis d = 1 μm, 1,5 μm, 2 μm, 2,5 μm, 3 μm, 3,5 μm, dan 4 μm, masing-masing. Di sini, intensitas relatif diadopsi, dan intensitas cahaya insiden didefinisikan sebagai 1. Cahaya di bagian bawah fotoresist akan secara bertahap berserakan akibat efek difraksi cahaya. Sekali intensitas cahaya mencapai nilai ambang, fotoresist akan mendapatkan energi yang cukup untuk melepaskan reaksi dan menjadi padat; jika tidak, akan dihapus dalam proses pengembangan. Ketebalan wilayah di atas ambang (0,75 dalam penelitian ini) didefinisikan sebagai kedalaman paparan, yang sangat sensitif terhadap lebar pola. Kedalaman paparan adalah 5,3 μm pada d = 1 μm dan 18,2 μm pada d = 2 μm. Ini akan meningkat lebih lanjut menjadi 33,5 μm pada d = 3 μm dan 47,5 μm pada d = 4 μm. Jika lebar garis lebih sempit dari 1 μm, kedalaman paparan akan terlalu kecil untuk pembuatan, karena jarak udara antara masker dan fotoresist yang disebabkan oleh ketidakteraturan fotoresist tebal akan menyebabkan kegagalan paparan. Gambar 3b, c menunjukkan pola masker untuk memproduksi struktur yang menggantung dan distribusi intensitas cahaya yang sesuai pada z = 5, 10, 15, dan 20 μm, di mana lebar garis ditetapkan sebagai 2 μm. Kedalaman paparan pola garis dan jaring berada antara 15 dan 20 μm, sementara itu persegi dan lingkaran besar cukup besar untuk membentuk tiang selama litografi. Dengan demikian, balok dan jaring yang menggantung dapat diproduksi, didukung oleh tiang. Karena sulit untuk memproduksi struktur yang menggantung ketika lebar garis lebih besar dari 5 μm, pola garis ditumpuk berdampingan untuk memproduksi balok atau jaring yang menggantung dan lebar, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 3d.
Pola masker dan hasil simulasi dalam fotoresist. a Distribusi intensitas cahaya di bawah foto masker pada d = 1 μm, 1,5 μm, 2 μm, 2,5 μm, 3 μm, 3,5 μm, dan 4 μm, di mana d adalah lebar pola garis. Pola masker untuk b balok yang menggantung, c jaring, dan d jaring dengan pola garis yang ditumpuk dan distribusi intensitas cahaya yang sesuai pada z = 5 μm, 10 μm, 15 μm, dan 20 μm dalam fotoresist. Di sini, z adalah jarak antara bidang potongan dan foto masker
Struktur Fotoresist yang Menggantung
Eksperimen dilakukan untuk memproduksi struktur yang menggantung. Kami menguji waktu paparan minimum untuk mendapatkan tiang fotoresist dan mendefinisikannya sebagai ambang paparan. Kemudian, empat atau tiga kali nilai ambang diadopsi sebagai dosis paparan dan ambang intensitas cahaya relatif dievaluasi pada 0,75, sesuai dengan simulasi. Gambar 4 menunjukkan balok fotoresist yang menggantung pada berbagai nilai d. Ditemukan bahwa ketebalan lapisan yang menggantung h berkaitan positif dengan d. Untuk fotoresist NR26-25000P, h adalah 10,9 μm pada d = 2 μm (Gambar 4a) dan meningkat menjadi 25,5 μm pada d = 4 μm (Gambar 4e). Saat d mencapai 5 μm, kedalaman paparan cukup besar untuk mencapai substrat, dan tidak ada struktur yang menggantung yang diperoleh (Gambar 4f). Gambar 4g–k menggambarkan struktur SU-8 yang menggantung. Fungsi h vs. d untuk baik eksperimen maupun simulasi digambarkan dalam Gambar 4l, di mana garis lurus dipasang dengan metode kuadrat terkecil. Koefisien korelasi linier R dari garis yang dipasang adalah R2 = 0,963, 0,988, dan 0,858 untuk simulasi tanpa menghitung penyerapan, NR26-25000P, dan SU-8, masing-masing. Terlihat bahwa hasil eksperimen SU-8 sangat dekat dengan hasil simulasi. Sebaliknya, lapisan yang menggantung NR26-25000P jauh lebih tipis dari kedalaman paparan dalam simulasi tanpa penyerapan. Ini terutama dapat dikaitkan dengan properti transparan SU-8 dan kemampuan penyerapan tinggi NR26-25000P. Ini juga alasan mengapa paparan abu-abu dapat digunakan untuk memproduksi struktur yang menggantung untuk beberapa fotoresist, tetapi tidak cocok untuk SU-8.
Balok fotoresist yang menggantung yang dihasilkan dari litografi difraksi satu langkah dengan lebar garis d yang berbeda menggunakan pola masker dalam Gambar 3b. Balok fotoresist NR26-25000P pada ad = 2 μm, b 2,5 μm, c 3 μm, d 3,5 μm, e 4 μm, dan f 5 μm; balok fotoresist SU-8 2100 pada gd = 2 μm, h 2,5 μm, i 3 μm, j 3,5 μm, dan k 4 μm; l fungsi ketebalan paparan vs lebar garis dalam simulasi tanpa penyerapan, NR26-25000P, dan SU-8 2100 dan simulasi dengan koefisien penyerapan α = 0,0374 μm−1, di mana inset menunjukkan tampilan miring balok SU-8 yang menggantung. Ketebalan balok meningkat dengan lebar garis pola masker. Skala bar adalah 50 μm
Selanjutnya, kami memperkenalkan koefisien penyerapan α dalam model optik dan melakukan perhitungan dengan rumus (8). Hasil pada α = 0,0374 μm−1 (koefisien penyerapan NR21-25000P pada 365 nm, diuji dengan spektrofotometer UV-visible, UV 2600, Shimadzu Co., Ltd.) ditunjukkan dalam Gambar 4l, di mana garis yang dipasang dengan R2 = 0,986 cocok baik dengan hasil eksperimen NR26-25000P. Dengan demikian, metode kami tersedia untuk hampir semua jenis fotoresist negatif tebal untuk memproduksi struktur yang menggantung dengan satu paparan, di mana kedalaman paparan dapat dipandu melalui simulasi.
Gambar 5a–c menampilkan pola hubungan silang yang bervariasi dan hasil simulasi yang sesuai pada z = 15 μm. Tiga garis ditumpuk berdampingan untuk memproduksi balok yang menggantung dan lebar, di mana lebar garis dan lebar interval keduanya 2 μm. Pola hubungan silah dengan lingkaran 20 μm digunakan untuk memproduksi tiang yang mendukung balok yang menggantung (Gambar 5a). Pola hubungan silang rongga dirancang untuk memproduksi jaring yang menggantung, seperti yang ditampilkan dalam Gambar 5b, c. Hubungan fotoresist NR26-25000P yang diperoleh ditunjukkan dalam Gambar 5d–f, di mana tekstur permukaan pada hubungan silah bersama dengan balok dapat diamati dengan jelas, sesuai dengan simulasi (Gambar 5a–c). Jaring yang menggantung dengan tiga jenis hubungan silah ditunjukkan dalam Gambar 5g–i, dan tiang pendukung juga diperoleh seperti yang diharapkan (Gambar 5g). Gambar 5h menggambarkan tiang tipis di bawah hubungan silah, akibat pola padat dengan rasio tinggi. Pola hubungan silah dalam Gambar 5c memiliki rasio siklus yang lebih rendah, di mana intensitas cahaya lemah, menghasilkan jaring yang menggantung penuh (Gambar 5f). Dengan demikian, rasio pola hubungan silah dapat dikurangi untuk memproduksi struktur yang menggantung penuh, sementara tiang pendukung dapat dengan mudah dibentuk dengan hubungan padat. Sementara itu, lebar balok juga dapat dikontrol dengan menyesuaikan jumlah pola garis yang ditumpuk.
Pola hubungan silah yang berbeda dengan NR26-25000P. a–c Tiga pola hubungan silah pada masker dan hasil simulasi yang sesuai pada z = 15 μm, di mana lebar garis 2 μm dengan jarak 2 μm dan z adalah jarak antara bidang potongan dan foto masker. d–f Tekstur pada hubungan silah fotoresist yang diperoleh dan balok lebar, di mana skala bar 20 μm. g Jaring yang menggantung dengan tiang pendukung. h Jaring yang menggantung dengan tiang pendukung tipis, di mana tiang berasal dari pola hubungan silah yang padat dengan rasio tinggi. i Pola jaring yang menggantung penuh. Skala bar dalam g–i adalah 100 μm
Beberapa mikrostruktur 3D kompleks juga telah diproduksi melalui satu paparan (Gambar 6a–c, e, f) atau metode paparan dua tahap (Gambar 6d). Balok yang menggantung dengan ketebalan gradien ditunjukkan dalam Gambar 6a, di mana lebar pola garis bervariasi dari 2 hingga 4 μm dan 4 hingga 6 μm di dua wilayah. Ketebalan lapisan yang menggantung meningkat dengan peningkatan lebar garis, sesuai dengan hasil yang ditampilkan dalam Gambar 4. Cincin konsentris yang menggantung dan pola kata yang menggantung juga dapat dengan mudah disiapkan (Gambar 6b, c). Dengan menggabungkan dua proses paparan, dua lapisan yang menggantung telah terintegrasi dengan NR26-25000P, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 6d. Setelah paparan pertama selesai, lapisan kedua kemudian diapili pada lapisan pertama dan dipaparkan. Jaring yang ditumpuk dicapai setelah dua proses paparan diikuti dengan proses pengembangan. Karena paparan kedua dapat menyebabkan kerusakan pada lapisan pertama, struktur perlu dioptimalkan dengan hati-hati untuk memproduksi struktur multi-lapis yang menggantung yang lebih baik. Jaring SU-8 yang menggantung dengan pola kata juga telah berhasil dicapai (Gambar 6d–f), meskipun lebih sulit daripada NR26-25000P untuk mengontrol parameter paparan karena transparansi tinggi.
Struktur fotoresist 3D yang menggantung. a Balok yang menggantung dengan ketebalan gradien, b cincin konsentris yang menggantung, c struktur kata yang menggantung, dan d jaring yang menggantung multi-lapis, di mana fotoresist adalah NR26-25000P. e Jaring SU-8 yang menggantung. f Jaring SU-8 yang menggantung dengan pola kata. Skala bar adalah 100 μm. Struktur yang menggantung dalam d dicapai melalui paparan dua tahap, dan yang lain diproduksi dengan satu paparan
Dibandingkan dengan karya sebelumnya [2, 11, 22, 23], kami membentuk model distribusi intensitas cahaya 3D dalam fotoresist dengan memanfaatkan difraksi pola masker kecil. Struktur 3D yang menggantung dapat dikendalikan dan diramalkan dengan baik melalui simulasi. Koefisien penyerapan fotoresist juga dipertimbangkan di sini. Struktur yang menggantung dengan ketebalan yang berbeda, seperti balok gradien, terbentuk dengan mudah melalui satu paparan. Selain itu, proses paparan dilakukan dengan masker biasa dalam mode paparan kontak typikal, dan tidak memerlukan masker atau peralatan khusus, menunjukkan kompatibilitas yang luar biasa dengan resolusi pembuatan yang tinggi.
Struktur Karbon Pirolitik
SU-8 adalah prekursor tipikal untuk pembuatan mikrostruktur karbon, sementara fotoresist lain seperti NR26-25000P tidak dapat mempertahankan struktur di bawah suhu tinggi. Gambar 7a–c menunjukkan struktur SU-8 yang menggantung sementara struktur karbon pirolitik yang sesuai ditampilkan dalam Gambar 7d–f. Penyusutan besar terjadi selama proses pirolisis akibat beberapa reaksi yang terjadi secara bersamaan, termasuk dehidrogenasi, siklusan, kondensasi, transfer hidrogen, dan isomerisasi [8, 28]. Dengan demikian, tekanan residu yang besar akan ada dalam struktur pirolitik, terutama dalam struktur yang tidak simetris. Balok karbon pirolitik akan menyusut dan menarik tiang di kedua ujung, menyebabkan retakan di bagian bawah (Gambar 7d). Sebagai jaring skala besar, tekanan mempertahankan keseimbangan relatif di setiap arah dan tidak ada retakan yang terlihat dalam struktur karbon pirolitik (Gambar 7e, f). Jaring karbon mandiri dengan ukuran 12 mm × 20 mm dicapai, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 7g–i. Hambatan sheet dari jaring karbon sekitar 182 Ω/sq, dan transmisi cahaya mencapai sekitar 67% di seluruh panjang gelombang. Jaring karbon yang disiapkan dengan konduktivitas dan transparansi yang unggul dapat diterapkan dalam sel surya perovskit sebagai elektroda [29,30,31], menawarkan metode yang tersedia untuk memproduksi sel surya semitransparan. Selain itu, jaring karbon yang disiapkan memiliki fleksibilitas yang luar biasa, menunjukkan potensi besar dalam aplikasi elektroda transparan fleksibel.
Jaring SU-8 yang menggantung dan jaring karbon pirolitik. a Balok SU-8 yang menggantung. b, c Jaring SU-8 yang menggantung dengan tiang pendukung. d Balok karbon yang menggantung, di mana tekanan besar tinggal dalam struktur karbon dan retakan terjadi di dasar tiang. e, f Jaring karbon yang menggantung. g Jaring karbon mandiri setelah pirolisis. h Perbesar jaring karbon mandiri. i Jaring karbon mandiri 12 mm × 20 mm, yang menunjukkan fleksibilitas dan transparansi yang baik. Skala bar adalah 100 μm
Kesimpulan
Dalam rangkuman, kami mendemonstrasikan pembuatan struktur yang menggantung melalui metode litografi difraksi berbasis masker satu langkah baru. Distribusi intensitas cahaya 3D dalam fotoresist disimulasikan, menunjukkan bahwa kedalaman paparan meningkat dengan peningkatan lebar pola garis pada d < 5 μm. Fenomena ini dapat digunakan untuk memproduksi struktur yang menggantung dengan ketebalan yang ditentukan dari fotoresist SU-8, yang hampir transparan dan sulit untuk membentuk struktur yang menggantung dengan litografi skala abu-abu. Eksperimen yang sesuai juga dilakukan di sini. Kami menemukan bahwa ketebalan balok SU-8 yang menggantung sangat dekat dengan hasil simulasi, sementara itu NR26-25000P jauh lebih tipis dari kedalaman paparan dalam simulasi. Ini disebabkan oleh properti penyerapan cahaya tinggi NR26-25000P. Kemudian, koefisien penyerapan fotoresist diperkenalkan dalam model optik, dan hasil simulasi cocok baik dengan eksperimen. Tiga pola hubungan silah yang berbeda dirancang untuk memproduksi jaring 3D yang menggantung dengan atau tanpa tiang pendukung, dan tekstur permukaan direplikasi dengan baik. Jaring dengan tiang dan jaring yang menggantung penuh juga berhasil dicapai. Struktur fotoresist 3D yang menggantung dan kompleks lainnya, termasuk balok yang menggantung dengan ketebalan gradien, cincin konsentris yang menggantung, dan struktur kata yang menggantung, diperoleh melalui litografi difraksi berbasis masker satu langkah.
Struktur karbon yang menggantung dan jaring karbon mandiri lebih diproduksi dengan proses pirolisis dua tahap typikal. Struktur karbon 3D yang menggantung dapat diterapkan dalam elektroda elektrokimia, superkapasitor, dan sensor karena luas permukaan yang besar. Jaring mandiri menunjukkan konduktivitas, fleksibilitas, dan transparansi yang luar biasa. Dengan demikian, kami telah mengembangkan metode yang disederhanakan dan menjanjikan untuk pembuatan struktur 3D yang menggantung dan jaring karbon, yang menunjukkan potensi besar dalam aplikasi elektroda transparan, sel surya semitransparan, dan perangkat penyimpanan energi.
