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Microfabbricazione laser nelle scienze della vita

La litografia laser rappresenta un nuovo potente metodo per la microfabbricazione di strutture 3D. Gli scienziati europei hanno posto l’attenzione sui metodi necessari per creare strutture con risoluzione pari al limite di sub-diffrazione.
Microfabbricazione laser nelle scienze della vita
La litografia ottica costituisce un processo di microfabbricazione in grado di modellare parti di film sottili oppure lo spessore di un substrato. Tale tecnica utilizza la luce per trasferire un disegno geometrico da una fotomaschera a un photoresist chimico sensibile alla luce, posizionato sul substrato. Durante la litografia con laser a femtosecondi, il photoresist liquido viene convertito in una fase solida mediante esposizione al laser a femtosecondi.

La creazione di cristalli fotonici per biosensori di lunghezza d’onda visibile e metamateriali con lunghezza d’onda ottica e rifrazione negativa è un esempio delle applicazioni che richiedono una risoluzione inferiore ai 100 nm. La risoluzione di questo livello non è realizzabile mediante la tradizionale microfabbricazione con laser a femtosecondi. L’obiettivo del progetto FEMTOLITHO (Ultrahigh resolution femtosecond laser lithography for applications in life sciences and display technologies), finanziato dall’UE, riguarda l’analisi di diverse strategie allo scopo di migliorare la risoluzione della litografia laser a femtosecondi.

L’approccio sperimentale principale per raggiungere l’obiettivo del progetto era quello di promuovere la polimerizzazione a due fotoni (2PP, two photon polymerisation) con impulsi laser a femtosecondi focalizzati, per formare micro e nanostrutture 3D in photoresist. Ai fini di tale sviluppo è stato necessario ottenere l’automazione di variabili sperimentali e il controllo del movimento. Il team del progetto ha sviluppato un sistema laser a femtosecondi con alimentazione, polarizzazione e controllo del piano di messa a fuoco automatizzati, oltre al controllo del movimento relativo alle fasi ad alta risoluzione. Ciò ha permesso una migliore riproducibilità e un’efficienza molto più elevata negli esperimenti.

Il sistema laser 2PP sviluppato dal team del progetto è particolarmente importante, in quanto consente la creazione di una struttura 3D con geometria arbitraria. Tali risultati consentono flessibilità nella realizzazione di innovative strutture complesse 3D per future applicazioni.

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Keywords

Microfabbricazione, litografia, sensibile alla luce, laser, photoresist, FEMTOLITHO, polimerizzazione a due fotoni
Numero di registrazione: 190660 / Ultimo aggiornamento: 2016-12-07