莱斯大学的工程师使用复杂的 3D 打印机和独特的墨水，为电子和光子设备创造了玻璃和晶体的纳米结构。

电子工业建立在材料硅之上：微处理器的基本半导体基板。自上而下的半导体制造存在某些局限性，本研究试图使用自下而上的方法，利用增材制造来解决这些局限性。

用传统的光刻技术制作复杂的 3D 几何形状非常困难，它也不是很环保，因为它需要大量的化学品和很多步骤。即使付出了这么多努力，一些结构也无法用这些方法制造出来。

原则上，可以打印任意的 3D 形状，这对于制造奇特的光子设备可能非常有趣。

实验室使用双光子聚合工艺和复杂的 3D 打印机来创建线宽只有几百纳米的结构：小于可见光的波长。工程师们为该方法开发了一种独特的墨水。他们使用掺杂聚乙二醇的二氧化硅纳米球制造树脂，这使它们变得可溶。

3D打印纳米结构

激光通过促使墨水吸收两个光子来“书写”线条，从而引发材料的自由基聚合。

正常的聚合反应涉及聚合物单体和光引发剂：吸收光并产生自由基的分子。光引发剂同时吸收两个光子，这需要大量能量。只有这种能量的一个非常小的峰值会导致聚合，而且只在非常小的空间内聚合。这就是为什么这个过程使我们能够超越光的衍射极限。

印刷后，结构通过高温烧结固化，消除所有聚合物，留下无定形玻璃或多晶方石英。加热时，材料会经历从玻璃到晶体的阶段；温度越高，晶体变得越有序。

实验证明，该材料可以掺杂各种稀土盐，这使得结构光致发光：这是对定制光学应用的宝贵适应。

接下来，工程师将进一步改进工艺，旨在以小于 10 纳米的分辨率创建细节。