收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于PDMS的自组装及转移印刷制备微结构的研究

赵小力  
【摘要】: 随着科学技术的发展,器件微型化成为目前诸多领域的关注重点。作为传统微结构加工技术的光刻技术,能够加工微纳米级特征尺寸的大规模集成电路,在工业生产和科学研究中得到广泛应用。然而光刻技术需要昂贵的光学曝光设备、苛刻的加工环境、复杂的工艺流程和仪器维护,并且仅能在少数光刻胶、半导体和金属等材料上制备微结构。而微流控芯片、生物芯片、有机电子器件、微全分析系统等新兴领域和分析化学、生命科学、物理等传统领域都需要基于非半导体材料的微结构,同时要求加工技术简单而快捷,具有高效费比。因此研究基于非半导体材料的微结构加工技术对上述领域具有重要的理论和实用价值。 聚合物材料以其微纳尺度的分子链结构、稳定而可控的合成反应、简易而低价的操作工艺、功能多样化等性能使其在很多领域都有广泛应用,尤其是制备微纳米尺度的图形结构。目前已出现了很多基于聚合物材料的非传统的微结构加工技术,如纳米压印技术、软印刷技术、自组装技术等。而目前最为有效的途径是将现有的光刻技术和这些基于聚合物材料的微结构加工技术的优点结合起来,制备出具有特定功能的图形结构。本文研究了聚二甲基硅氧烷(PDMS)的性能,提出了基于PDMS的自组装和转移印刷制备微结构的方法,为实现微纳图形结构的制备提供了一种经济可靠的手段。 本文对PDMS的化学结构、合成反应和应用领域进行了分析。并用纳米压痕法对PDMS的机械性能进行了表征。实验结果表明,从10:1至1:1的范围内,配比为6:1的PDMS具有最大的弹性模量和硬度。用PDMS复制模铸纳米压痕阵列和AFM机械刻划图案,研究了该材料复制复杂二维和三维图形结构的精度和质量,为其作为模具材料提供了保证。 利用PDMS与金属薄膜之间的热膨胀系数和弹性模量的巨大差异,在PDMS表面热沉积Au膜,而后冷却收缩自发形成复杂的褶皱图案。对其平面上热沉积Au膜形成的褶皱图案进行了理论分析和实验研究,提出了预防、减弱或消除褶皱图案的方法。针对复杂而有序的褶皱图案,建立了基于傅立叶变换和灰度共生矩阵的自组装褶皱图案的评价方法,从而实现了褶皱图案的排列方向、周期有序性等方面的定量分析。 利用光刻技术和超精密切削技术制备了硬质模板,经复制模铸转至PDMS表面,进而调控出规则有序的褶皱图案。由于PDMS基体表面形貌和褶皱图案之间的相互关系,得到了两种不同的复合微结构。利用光刻图案和超精密切削图案中的光栅结构调控出锯齿状褶皱图案,并分析了锯齿状褶皱图案形成的主要原因。 建立了基于PDMS粘附作用的转移印刷技术,制备了Au/Ti/PDMS复合图形结构。利用纳米划痕技术对电子束蒸发和离子溅射沉积Au膜的膜基结合强度进行了定量表征,得到了利用AFM力曲线对不同配比PDMS的粘附力进行了定性表征,为建立基于PDMS粘附作用的转移印刷提供了实验和理论指导。选择电子束蒸发在Si表面光刻图形上沉积纳米厚度的Ti/Au双层膜,以及超精密切削图形复制而来的PDMS图形化表面,利用PDMS的粘附作用和Ti粘结层,实现了Ti/Au双层膜图形结构转移至图形化PDMS表面。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 石锦霞;王政;何平笙;杨海洋;;溶胀后的弹性印章进行毛细微模塑(英文)[J];化学物理学报(英文版);2006年06期
2 炳恒;;有机硅用于环境中是安全的[J];化工新型材料;1981年02期
3 邵行洲,宁建国,杨庆琳,林祖夏,邱荣,钱培敏;聚二甲基硅氧烷阴离子乳液聚合新工艺[J];印染助剂;1985年02期
4 陈欣方,唐小辉,关洪涛,张自成,张利华,李淑华,张加炳,张以群;聚合物的强化辐射交联Ⅱ——聚二甲基硅氧烷的强化辐射交联[J];辐射研究与辐射工艺学报;1985年03期
5 王全;张先亮;;环状二甲基硅氧烷的合成[J];化工新型材料;1989年08期
6 潘涛;GXP-114有机硅消泡剂的制备及性能[J];有机硅材料;1998年04期
7 夏天;;美容小窍门——巧去衣衫褶皱[J];医学美学美容;1998年05期
8 高新来,潘慧铭,王跃林,李和昌,李万华;α,ω-二丁酮肟基聚二甲基硅氧烷和α,ω-二(N-甲基乙酰胺基)聚二甲基硅氧烷的表征[J];有机硅材料;2001年02期
9 林桂梭;磨刀坑矿井紧密褶皱煤层采煤方法的研究与应用[J];引进与咨询;2003年08期
10 陈晓军,黄玮,罗顺忠;聚二甲基硅氧烷光解离的从头算分子动力学研究[J];原子能科学技术;2004年S1期
11 张利萍,刘述梅,梁广才,叶华,赵建青;端乙烯基聚二甲基硅氧烷合成反应动力学的研究[J];有机硅材料;2005年03期
12 李永树;肖林萍;;非层状地下空间形状系数计算方法[J];中国矿业;2006年08期
13 周卫新;曾黎明;王颖;;一种耐高温涂层的研制与性能[J];精细与专用化学品;2006年15期
14 余海斌;刚性无机粒子对PDMS/PU共混体系增强改性研究(Ⅱ)[J];高分子材料科学与工程;1995年06期
15 苏昶元,韩朴,王玉宝;对岩溶陷落柱发育规律的探索[J];山西焦煤科技;1996年04期
16 王红漫,温志新,梁运基,余梦珍,刘来民;扭动构造与油气聚集[J];河南石油;1998年03期
17 李月翠;试探马兰井田断层形成史[J];西山科技;2000年S1期
18 刘雄心,林泽梅;板式泡罩包装机包装工艺的改进[J];包装与食品机械;2002年05期
19 王世敏,吴崇浩,赵雷,李本刚;聚二甲基硅氧烷/SiO_2杂化材料的制备与性能研究[J];材料科学与工程;2003年02期
20 凌良辅;沁水煤田赵家窑勘探区瓦斯分布异常现象研究[J];科技情报开发与经济;2003年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 康柳硕;;略论人民币图案的人物形象设计[A];甘肃省钱币研究(1998-2003)年学术论文集[C];2003年
2 姜兰钰;汪静;周笑辉;曲冰;刘鑫;;聚二甲基硅氧烷润湿各向异性薄膜制备[A];第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下册)[C];2010年
3 杨立强;张中杰;;青藏高原壳幔对流与层圈耦合图案:数值仿真约束[A];中国地球物理.2003——中国地球物理学会第十九届年会论文集[C];2003年
4 卢易枫;;基于灰度共生矩阵的金刚石瑕疵自动识别技术研究[A];经济策论(上)[C];2011年
5 忻惠珍;;流行色面料图案的最佳选择[A];2001-2003中国流行色优秀论文集[C];2003年
6 于辉;吴通;;中国元素与民航客舱内饰设计[A];陕西省机械工程学会第九次代表大会会议论文集[C];2009年
7 王秋燕;陈仁喜;顾芒;;基于灰度共生矩阵的遥感影像纹理特征提取[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
8 薛建博;;论装饰性布光法[A];走近CIE 26th——中国照明学会(2005)学术年会论文集[C];2005年
9 周峰;陈红;梅岩;;“接触引导”和重力场复合作用对L929细胞生长取向的影响[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
10 ;长城图案或题材的“集邮纪念张”[A];《中国长城博物馆》2010年第3期(邮票上的长城——长城集邮专刊)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵小力;基于PDMS的自组装及转移印刷制备微结构的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 孟诗云;含4-羟基苯乙烯基的嵌段共聚合物在二维有限界面的自组装行为研究[D];四川大学;2004年
3 周宁琳;聚二甲基硅氧烷/蒙脱土纳米复合材料的合成、结构及性能[D];南京工业大学;2003年
4 贾丽亚;聚二甲基硅氧烷/二氧化硅复合网络及环氧树脂/聚二甲基硅氧烷互穿网络的研究[D];北京化工大学;2007年
5 吕宝凤;川东南地区构造变形与下古生界油气成藏研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
6 王长国;空间薄膜结构皱曲行为与特性研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
7 吴桂芳;基于红外光谱和场发射扫描电镜技术的羊绒原料品质分析的研究[D];浙江大学;2009年
8 唐颖;蜡印图案的数字仿真及喷墨印花[D];江南大学;2011年
9 张娟;基于图像分析的梅花种类识别关键技术研究[D];北京林业大学;2011年
10 葛良进;基于柔性衬底的微纳结构图形复制技术及其应用[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王二红;基于内容的图像检索技术研究[D];郑州大学;2007年
2 黄晶;基于分形维度与灰度共生矩阵的图像分类研究[D];武汉理工大学;2008年
3 徐秋景;基于空间灰度共生矩阵和Hu不变矩的东北虎个体识别[D];东北林业大学;2009年
4 邹庆胜;基于机器视觉特定物体识别的研究[D];广东工业大学;2011年
5 李楠;基于方向滤波器组的纹理特征提取及识别研究[D];西安电子科技大学;2007年
6 岳红星;图像置乱中纹理的产生和演化[D];暨南大学;2008年
7 高欣;基于X射线成像的管类构件芯孔偏心检测技术研究[D];中北大学;2011年
8 陈见飞;拉链产品图像中分割拉链齿区域的研究[D];广东工业大学;2011年
9 贺雯艳;细胞骨架图像分析处理系统开发[D];浙江大学;2006年
10 曹耀东;逆半调图像质量评价方法研究[D];西安建筑科技大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 冯海波 通讯员 马燕婷 沈涛;轻点鼠标即可剪出精美图案[N];广东科技报;2010年
2 中州;这两枚邮票上也有“牡丹”图案[N];中国集邮报;2011年
3 邢建国 赵国新 辛金定;原平发现具有公益图案的奇石[N];山西日报;2010年
4 北京服装学院 徐雯;解读“肌理图案”[N];中国纺织报;2004年
5 何兴明 邓木华;十分钟雕出精美图案[N];闽北日报;2010年
6 ;牙齿也可文上你喜欢的图案[N];广州日报;2004年
7 单德海/编译;绘在身体的图案想表达什么[N];中国商报;2002年
8 郭有龄;工商银行取款卡 展现各地风光[N];中国商报;2003年
9 陈志鸿;加拿大首套民选图案邮票面世[N];中国集邮报;2011年
10 浙江 Xu zheng;扮酷到底![N];电脑报;2002年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978