近日，清華大學精密儀器系孫洪波教授、林琳涵副教授課題組提出了利用光生高能載流子調控納米材料的表面化學活性，實現(xiàn)基于化學鍵合的納米粒子三維激光裝配新技術?；谶@項技術，研究團隊展示了多種不同納米粒子的復雜三維結構和異質結構，實現(xiàn)了超越光學衍射極限的高精度激光微納制造，為微納功能器件的制備提供了新思路。該成果以3D nanoprinting of semiconductor quantum dots by photo-excitationinduced chemical bonding為題發(fā)表在Science上。

現(xiàn)有的納米器件的制備僅適用于有限種類的納米材料，且難以實現(xiàn)納米材料的三維制造。另一方面，利用化學合成雖可以實現(xiàn)不同尺寸、形貌、成分納米粒子的制備與精確裁制，但這種納米粒子缺乏有效的器件化制備工藝，成為其廣泛應用的技術瓶頸。為此，研究團隊提出了光激發(fā)誘導化學鍵合的新原理，實現(xiàn)了納米粒子的激光三維裝配技術，以各種納米粒子為原料來組裝三維納米器件。

基于以上原理，研究團隊進一步對激光束進行聚焦與程序化掃描，實現(xiàn)了納米材料復雜三維結構的精密成形，相比現(xiàn)有微納加工制備技術，該技術打印材料純度高、三維加工能力強、打印分辨率高且具備多組分打印功能。

論文展示了基于上述技術制備的高靈敏度光響應的量子點微型光電探測器。其中，光激發(fā)誘導化學鍵合的微納制造原理具有廣泛的材料和結構適應性，通過能級設計實現(xiàn)多種半導體、金屬材料的高精度微納制造，開辟了納米器件制備工藝新途徑，在片上光電器件集成、高性能近眼顯示等領域具有重要的應用前景。

下圖為光激發(fā)誘導化學鍵合原理示意圖。