近年來,微納米圖案化納米粒子（Nanoparticles,NPs）受到越來越多的關注,并被廣泛應用于等離子體共振、表面增強拉曼散射（Surface Enhanced Raman Spectroscopy,SERS）、光催化以及高密度數據存儲等器件中。激光干涉光刻（Laser Interference Lithography,LIL）可以實現大面積、低成本、周期性的結構制備,在納米制造中有著極為重要的應用。將其與其他納米制造技術相結合,將為圖案化納米粒子制備方法的研究開啟新的途徑,從而促進新型納米結構與器件的研究和應用。本論文針對微納制造技術的發(fā)展需求,基于對激光干涉光場分布以及光子與基底材料之間的作用機理分析,分別結合光誘導電化學沉積和去潤濕等自組裝微納加工方法,以新功能化的界面控制誘導方式實現多種材料的圖案化納米粒子的制備。通過多種表征手段和途徑分析制備方法中的光-電-磁多物理場耦合效應以及其中的微觀機理。在此基礎上,實現了激光干涉對生成納米粒子圖案分布、粒徑、光學、磁學等特性的控制。本論文圍繞基于激光干涉的圖案化納米粒子的可控制備方法,主要開展并完成了以下研究工作:（1）多光束干涉... 

【文章來源】：長春理工大學吉林省

【文章頁數】：126 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究的目的和意義
    1.2 圖案化納米粒子制備方法的國內外研究現狀
        1.2.1 光刻輔助的膠體自組裝法
        1.2.2 固液界面化學合成法
        1.2.3 光誘導介電泳方法
        1.2.4 模板化去潤濕方法
        1.2.5 生物模板自組裝法
    1.3 圖案化納米粒子的應用
        1.3.1 催化作用
        1.3.2 磁性存儲
        1.3.3 生物醫(yī)學
        1.3.4 等離子共振及磁光器件
    1.4 論文的主要內容
第2章 激光干涉光刻技術理論及系統(tǒng)分析
    2.1 多光束激光干涉原理
        2.1.1 激光干涉理論基礎
        2.1.2 干涉圖案對比度
        2.1.3 雙光束激光干涉
        2.1.4 三光束激光干涉
    2.2 光子與基底材料之間的作用
        2.2.1 光電效應
        2.2.2 光熱效應
        2.2.3 光化學效應
    2.3 激光干涉光刻技術與系統(tǒng)
        2.3.1 激光干涉光刻技術
        2.3.2 激光干涉光刻系統(tǒng)
    2.4 激光干涉光刻系統(tǒng)設計
        2.4.1 雙光束激光干涉光刻系統(tǒng)
        2.4.2 三光束激光干涉光刻系統(tǒng)
    2.5 本章小結
第3章 激光干涉誘導電化學沉積制備圖案化納米粒子
    3.1 引言
3O₄納米粒子的制備方法">    3.2 圖案化Fe₃O₄納米粒子的制備方法
        3.2.1 電化學沉積法
        3.2.2 光誘導電化學沉積法
    3.3 激光干涉誘導電化學微納制造機理研究
        3.3.1 LIED制造機理研究
        3.3.2 LIED系統(tǒng)模型
        3.3.3 電極反應的特征和步驟
        3.3.4 沉積過程的影響因素
3O₄納米粒子的可控制備">    3.4 圖案化Fe₃O₄納米粒子的可控制備
        3.4.1 LIED系統(tǒng)搭建
3O₄材料表征">        3.4.2 Fe₃O₄材料表征
        3.4.3 干涉光強對粒徑分布的影響
        3.4.4 外加電勢對粒子形貌的影響
        3.4.5 沉積時間對粒子形貌的影響
    3.5 光誘導電化學沉積的實驗研究
    3.6 本章小結
第4章 激光干涉燒蝕和去潤濕法制備圖案化納米粒子
    4.1 引言
    4.2 圖案化金屬納米粒子的制備方法
    4.3 基于直接激光干涉燒蝕和去潤濕的微納制造機理研究
        4.3.1 基于DLIA的功能性去潤濕表面的形成機理
    4.4 基于去潤濕的圖案化納米粒子形成機理
    4.5 圖案化Au-Ni納米粒子的可控制備
        4.5.1 DLIA系統(tǒng)搭建和薄膜去潤濕過程
        4.5.2 激光干涉能量密度對表面粗糙度的影響
        4.5.3 退火溫度和時間的影響
        4.5.4 金屬薄膜厚度的影響
        4.5.5 粒徑分布特征
    4.6 圖案化Au-Ni納米粒子的特性分析
        4.6.1 粒子的結構特性分析
        4.6.2 粒子的磁力特性分析
        4.6.3 粒子的磁疇圖像研究
    4.7 其他金屬納米粒子的制造
    4.8 本章小結
第5章 圖案化磁性核-殼結構納米粒子在SERS中的應用
    5.1 引言
    5.2 圖案化磁性納米結構SERS基底制備方法
    5.3 磁性-等離子體SERS增強機理研究
        5.3.1 SERS增強機理
        5.3.2 磁性-等離子體SERS機理分析
    5.4 圖案化磁性Ni@Au納米粒子SERS基底的制備
        5.4.1 制備過程
        5.4.2 核-殼結構形成機理
        5.4.3 核-殼結構表征
    5.5 Ni@Au核-殼結構納米粒子的磁學特性分析
        5.5.1 納米粒子的磁滯回線
        5.5.2 納米粒子的FC-ZFC曲線
    5.6 圖案化Ni@Au核-殼結構納米粒子的SERS性能分析
        5.6.1 納米粒子拉曼光譜測試
        5.6.2 納米粒子SERS性能分析
    5.7 本章小結
第6章 總結與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間取得的成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]成像干涉光刻技術及其頻域分析[J]. 劉娟,馮伯儒,張錦.  光電工程. 2004(10)
[3]無掩模激光干涉光刻技術研究[J]. 馮伯儒,張錦,宗德蓉,蔣世磊,蘇平,陳寶欽,陳芬.  微納電子技術. 2002(03)



本文編號：3152283