Para peneliti dari Universitas Bilkent dan Universitas Teknologi Nanyang telah mengembangkan proses manufaktur baru yang menggabungkan pencetakan 3D skala nano dengan metalisasi elektrokimia untuk menghasilkan komponen RF presisi tinggi. Tujuannya adalah untuk mengatasi keterbatasan teknik litografi tradisional yang terkenal, seperti resolusi yang terbatas, dinding samping yang tidak rata, dan kendala material.
Inti dari metode ini adalah penggunaan polimerisasi dua foton (2PP) untuk membuat rongga rasio aspek tinggi dengan presisi submikron, diikuti dengan pelapisan tembaga dan etsa kering selektif. Struktur resonator yang dihasilkan mencapai rasio aspek hingga 1:4, menampilkan resolusi geometris di bawah 10 µm, dan beroperasi pada frekuensi resonansi dalam kisaran 4 hingga 6 GHz. Dengan menyesuaikan geometri secara tepat-khususnya ketebalan lapisan logam-para peneliti dapat meningkatkan faktor Q enam hingga tujuh kali lipat dan mencapai pergeseran frekuensi hingga 200 MHz.
Elemen tembaga berstruktur mikro menunjukkan dinding samping vertikal yang halus dan akurasi dimensi yang tinggi. Para peneliti melaporkan struktur dengan lebar 2-3 µm dan tinggi lebih dari 10 µm. Stabilitas termal ditingkatkan dengan menggunakan proses anil cepat untuk memperkuat ikatan tembaga. Pemindaian mikroskop elektron mengonfirmasi integritas struktural dan ketepatan komponen yang dibuat.
“Pekerjaan ini menjembatani kesenjangan kritis antara pencetakan 3D dan perangkat RF fungsional,” kata Prof Hilmi Volkan Demir, penulis senior studi tersebut. “Dengan mencapai resolusi sub-10 mikron dalam struktur logam dengan rasio aspek tinggi, kami telah membuka kebebasan desain baru untuk komponen berkinerja tinggi yang diminiaturisasi. Kemampuan untuk menyetel frekuensi resonansi dan faktor Q melalui kontrol geometris menawarkan peluang menarik untuk sensor dan sistem komunikasi generasi berikutnya.”
Teknik ini cocok untuk aplikasi penginderaan nirkabel, teknologi biomedis, dan sistem mikro terintegrasi-terutama dalam konteks 5G, IoT, dan perangkat elektronik yang dapat dikenakan. Ke depannya, para penulis melihat potensi untuk mengintegrasikan material fungsional lainnya dan membangun struktur berlapis-lapis yang lebih kompleks.
