协同式的自上而下蚀刻技术与原位相变相结合：一种用于钙钛矿单晶高精度光刻图案化的策略

《Science China-Materials》：Synergistic top-down etching coupled with in situ phase transition: a strategy for high-precision photolithographic patterning of perovskite single crystals

钙钛矿光刻技术通过整合自上而下光刻与原位相变策略，利用非发光Cs4PbBr6单晶作为模板和反应源，结合湿法干法刻蚀和ICP诱导相变，实现发光CsPbBr3微结构图案化制备，简化流程并提升大规模制造能力，同时为智能防伪提供新方案。

　　

摘要

钙钛矿光刻技术是一门新兴的研究领域，它将钙钛矿材料的独特性质与光刻工艺相结合，用于先进的光电应用。目前，由于钙钛矿自身的特性，自下而上的光刻方法更为常用；而自上而下的光刻方法则与成熟的半导体制造流程更具兼容性。在这项研究中，我们创新性地提出了一种集成技术，将自上而下的光刻技术与“原位”相变策略相结合。利用非发光的Cs₄PbBr₆钙钛矿单晶（SCs）作为结构模板和反应源，通过精确的湿法及干法刻蚀实现空间选择性图案化，随后通过感应耦合等离子体（ICP）诱导Cs₄PbBr₆发生相变至CsPbBr₃。这一过程能够直接在Cs₄PbBr₆单晶内部制备出高发光性的CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆微结构图案。这种协同方法简化了钙钛矿光刻流程，并实现了快速的大规模生产。此外，将其与机器学习优化算法相结合，在智能防伪领域展现了广阔的应用前景。这种将钙钛矿单晶与定制光刻技术相结合的新方法，为制造高性能钙钛矿光电器件提供了新的策略，有望推动技术进步。

钙钛矿光刻技术是一门新兴的研究领域，它将钙钛矿材料的独特性质与光刻工艺相结合，用于先进的光电应用。目前，由于钙钛矿自身的特性，自下而上的光刻方法更为常用；而自上而下的光刻方法则与成熟的半导体制造流程更具兼容性。在这项研究中，我们创新性地提出了一种集成技术，将自上而下的光刻技术与“原位”相变策略相结合。利用非发光的Cs₄PbBr₆钙钛矿单晶（SCs）作为结构模板和反应源，通过精确的湿法及干法刻蚀实现空间选择性图案化，随后通过感应耦合等离子体（ICP）诱导Cs₄PbBr₆发生相变至CsPbBr₃。这一过程能够直接在Cs₄PbBr₆单晶内部制备出高发光性的CsPbBr₃/Cs₄PbBr₆微结构图案。这种协同方法简化了钙钛矿光刻流程，并实现了快速的大规模生产。此外，将其与机器学习优化算法相结合，在智能防伪领域展现了广阔的应用前景。这种将钙钛矿单晶与定制光刻技术相结合的新方法，为制造高性能钙钛矿光电器件提供了新的策略，有望推动技术进步。