Ученые МФТИ создали уникальный отечественный литограф для создания 3D-объектов с размерами элементов 150 нм и разрешением 350 нм. Разработанный литограф дешевле аналогичных иностранных приборов и не имеет коммерческих аналогов в России. Новое оборудование можно применять при создании микрооптических элементов фотонных интегральных схем, микрокаркасных систем для роста тканей и для прототипирования микроэлектронных элементов.
Разработанный в МФТИ литограф позволяет создавать микроструктуры, в том числе с 3-мерной топологией, с размерами элементов 150 нм и разрешением не хуже 350 нм (что меньше длин волн видимого излучения). Для реализации литографии используются ультракороткие лазерные импульсы видимого диапазона, что существенно уменьшает стоимость оборудования и его обслуживания. В качестве материала для 3D-микроструктур используются оптически прозрачные биосовместимые фотополимеры, созданные в ходе разработки литографа совместно с Нижегородским институтом металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН.
Одно из основных преимуществ нового литографа - возможность работы в режиме 3D-принтера, что позволяет создавать формы с размерами элементов меньше, чем способен увидеть невооруженный глаз. Создание таких миниатюрных 3D-элементов откроет новые возможности для биологических и фотонных исследований. В частности, разработанный литограф позволит изготавливать микромеханические устройства для исследования поведения материалов при микроструктурировании, микрокаркасные системы для имитации процессов роста тканей, а также мембранные структуры с контролируемым дизайном микропор для исследования миграции клеток в сложных структурах. В качестве одного из применений в сфере физических исследований разработчики указывают развитие технологии создания фазовых масок для кодирования информации с помощью света и создания устройств формирования специализированных оптических полей (таких как вихревые пучки и Бесселевы пучки).
Также прибор позволит сделать прорыв в оптоэлектронике: в технологии оптического соединения элементов фотонных интегральных схем с помощью полимерных оптоволоконных элементов. Это может стать аналогом распайке элементов на печатных платах в фотонике.
«Сейчас на российском рынке приборов нет отечественных конкурентов в этой области, и проект способствует импортозамещению, т.к. на рынке доминируют в основном немецкие приборы», – рассказал главный конструктор проекта – руководитель конструкторского бюро оптической литографии Данила Колымагин.
Разработка ведется в сотрудничестве с Нижегородским институтом металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН. Сейчас проект находится на заключительном этапе ОКР (опытно-конструкторских работ), проводимых по заказу Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках исполнения федерального проекта «Развитие отечественного приборостроения гражданского назначения для научных исследований» и Национального проекта «Наука и университеты». В апреле 2025 года пройдут государственные приемочные межведомственные испытания, по результатам которых будет принято решение о приемке прибора. Ожидается, что проект завершится в августе 2025 года, после чего литограф уйдет в широкое производство. Основными заказчиками нового литографа станут научные центры и компании, занимающиеся фотоникой и биофотоникой.
