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Whoscored中文官网 | 编译自 TechXplore

研究图片。来源：韩国浦项科技大学

你讨厌你的智能手机背面的摄像头凸起吗？一种名为超构透镜（metalens）的新光学元件，它被世界经济论坛评为2019年十大未来技术之一，可能就是答案。这种由纳米结构阵列组成的令人难以置信的薄而轻的光学装置目前是科学界关注的焦点，甚至在《Nature Photonics》的一个特刊上也有介绍。然而，超构透镜的生产需要高度精确的技术，而且价格昂贵，对其大规模的生产构成了挑战。

在一项开创性的成就中，由Junsuk Rho教授（机械工程系、化学工程系）领导的韩国浦项科技大学的（POSTECH）研究团队，成功地大规模生产了可见光超构透镜，这是世界上第一个这样做的团队。该团队还包括博士生Joohoon Kim和Junhwa Seong（POSTECH的机械工程系），以及韩国大学材料科学与工程系的Heon Lee和Wonjoong Kim教授，以及工业科学与技术研究院（RIST）的Gyoseon Jeon博士和Dong Hyun Yoon博士。他们的研究结果最近发表在《Nature  Materials》上。

该团队通过结合用于半导体和显示器制造的两种技术，克服了制造过程的局限性： 光刻技术使用光线对基材进行图案化，类似于拍照，而纳米压印光刻技术则是使用带有纳米大小图案的印章将图案印在基材上。

研究人员首先使用电子束光刻技术创建了一个单一的图案，然后使用深紫外ArF光刻技术复制了该图案，创建了12英寸的主印章。使用该印章和纳米压印光刻技术，他们能够成功地高速生产出直径为1厘米的超构透镜。

基于纳米压印技术的传统纳米级结构的折射率很低，导致效率非常低，约为10%，需要大量成本来提高其效率。研究小组通过在透镜上涂抹一层大约20纳米的极薄的二氧化钛（TiO2），成功地将透镜的效率提高到90%。通过结合这两项技术，研究小组能够以简单的工艺大规模生产高性能超构透镜。

该团队还通过创造能够显示红、绿、蓝三色图像的轻型虚拟现实（VR）设备，证明了超构透镜的实用性。该研究通过两种现有技术的协同作用，向超构透镜的商业化迈出了一步，并被选为POSCO-POSTECH-RIST合作研究机构的首期项目。预计超构透镜大规模生产的成功将加速其商业化，并为浦项公司从钢铁制造商向面向未来的材料公司转型提供了重要的机会。

对于这项研究的成功，首席研究员Junsuk Rho教授分享了他对这项成就的看法："这项研究表明了把20年来一直处于研究阶段而没有商业化的超构材料研究，推向工业阶段并使其适用于现实生活的可能性。这项成就的意义在于，我们成功地在晶圆规模上大规模生产了可见光的超构透镜，这是世界上最先进的技术。"