微納掩模制作是進(jìn)行刻蝕、沉積和改性等微納加工工藝之前的主要工藝,也是微納米加工過(guò)程中的關(guān)鍵步驟和基礎(chǔ)。因此,高質(zhì)量、柔性、低成本、高效地掩模制作對(duì)微/納機(jī)電系統(tǒng)（MEMS/NEMS）、微米納米技術(shù)、微/納電子芯片、半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)都具有非常重要的意義。當(dāng)前,直寫(xiě)掩模方法是一種可以不依賴掩模版和印模的掩模圖案制造方法,其制作工藝較為簡(jiǎn)單,并且具有較高的掩模制作精度和柔性度。因此,直寫(xiě)掩模方法是微納掩模制作的重要發(fā)展方向。但目前的直寫(xiě)掩模方法在直寫(xiě)原理及機(jī)制、直寫(xiě)設(shè)備、掩模材料及工藝等方面存在的問(wèn)題制約了其進(jìn)一步向低成本、高質(zhì)量、綠色環(huán)保等方面的發(fā)展,同時(shí)這些也是直寫(xiě)掩模方法能夠真正大量用于微納制造需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文提出一種基于流體可紡性的直寫(xiě)掩模方法,并在直寫(xiě)原理及機(jī)制、直寫(xiě)設(shè)備、掩模材料及工藝等方面進(jìn)行研究,更進(jìn)一步地,深入研究其直寫(xiě)原理的影響因素、直寫(xiě)掩模后的微納加工工藝以及基于該直寫(xiě)掩模方法的微納器件制造方法,為實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量、綠色環(huán)保地直寫(xiě)掩模及微納器件制造的目標(biāo)打下基礎(chǔ)。主要研究工作如下:（1）提出了基于流體可紡性的直寫(xiě)原理,并基于流體的拉伸流動(dòng)、剪切流動(dòng)... 

【文章頁(yè)數(shù)】：112 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 直寫(xiě)掩模方法國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 能量束直寫(xiě)掩模方法
        1.2.2 微噴直寫(xiě)掩模方法
        1.2.3 掃描探針直寫(xiě)掩模方法
        1.2.4 各種直寫(xiě)掩模方法的總結(jié)和分析
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 基于流體可紡性的直寫(xiě)方法的相關(guān)理論及仿真研究
    2.1 引言
    2.2 基于流體可紡性的直寫(xiě)原理研究
        2.2.1 流體可紡性及其應(yīng)用現(xiàn)狀
        2.2.2 基于流體可紡性的絲條微結(jié)構(gòu)制作原理
        2.2.3 基于絲條微結(jié)構(gòu)的直寫(xiě)原理
    2.3 直寫(xiě)原理中流體拉伸流動(dòng)的相關(guān)理論
        2.3.1 拉伸流動(dòng)的基本概念
        2.3.2 單軸拉伸流動(dòng)形變的理論
        2.3.3 單軸拉伸流動(dòng)拉伸粘度的理論及分析
    2.4 直寫(xiě)原理中流體的可紡性及相關(guān)理論
        2.4.1 流體的剪切流動(dòng)和可紡性理論
        2.4.2 流變學(xué)基本控制方程
        2.4.3 流體的斷裂理論
    2.5 直寫(xiě)原理中流體紡絲及斷裂過(guò)程的有限元仿真研究
        2.5.1 幾何模型及邊界條件設(shè)置
        2.5.2 仿真結(jié)果與分析
        2.5.3 掩模材料的選擇
    2.6 本章小結(jié)
第3章 基于流體可紡性的直寫(xiě)掩模實(shí)驗(yàn)研究及自動(dòng)直寫(xiě)掩模系統(tǒng)的研制
    3.1 引言
    3.2 基于流體可紡性的絲條微結(jié)構(gòu)制備方法研究
        3.2.1 微米級(jí)鎢探針的電化學(xué)法制備工藝及參數(shù)研究
        3.2.2 絲條微結(jié)構(gòu)的制備方法研究
    3.3 基于流體可紡性的直寫(xiě)掩模方法的實(shí)驗(yàn)研究
        3.3.1 直寫(xiě)掩模的初步實(shí)驗(yàn)研究
        3.3.2 不同潤(rùn)濕性基底上的直寫(xiě)掩模研究
        3.3.4 大面積覆蓋的直寫(xiě)掩模方法研究
    3.4 自動(dòng)直寫(xiě)掩模實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研制及自動(dòng)直寫(xiě)掩模方法研究
        3.4.1 自動(dòng)直寫(xiě)掩模系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
        3.4.2 自動(dòng)直寫(xiě)的運(yùn)動(dòng)及控制系統(tǒng)的研制
        3.4.3 自動(dòng)直寫(xiě)的控溫及隔熱模塊研制
        3.4.4 自動(dòng)直寫(xiě)掩模系統(tǒng)的研制
        3.4.5 自動(dòng)直寫(xiě)掩模的實(shí)驗(yàn)研究
    3.5 本章小結(jié)
第4章 基于流體可紡性直寫(xiě)掩模后的微納加工工藝研究
    4.1 引言
    4.2 直寫(xiě)糖掩模后的沉積和剝離工藝研究
        4.2.1 薄膜沉積技術(shù)和溶脫剝離技術(shù)
        4.2.2 基于糖掩模的金微電極制備方法研究
        4.2.3 金微電極特性測(cè)試及分析
        4.2.4 基于金微電極的納米材料的特性測(cè)試研究
    4.3 直寫(xiě)糖掩模后的刻蝕工藝研究
        4.3.1 刻蝕技術(shù)
        4.3.2 基于糖掩模的石墨微結(jié)構(gòu)制備方法研究
        4.3.3 原子力顯微鏡表征及分析
        4.3.4 掃描電子顯微鏡表征及分析
    4.4 納米級(jí)少層石墨微結(jié)構(gòu)的制備方法研究
        4.4.1 石墨烯及其制備方法
        4.4.2 納米級(jí)少層石墨微結(jié)構(gòu)的刻蝕工藝研究
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于流體可紡性直寫(xiě)掩模的石墨臺(tái)微納器件制造方法研究
    5.1 引言
    5.2 石墨臺(tái)微納器件的研究現(xiàn)狀
        5.2.1 石墨臺(tái)微納器件的結(jié)構(gòu)原理及其特性
        5.2.2 石墨臺(tái)微納器件的制造工藝要求及現(xiàn)狀
    5.3 石墨臺(tái)微納器件的制造方法研究
        5.3.1 基于光學(xué)光刻掩模制作的石墨臺(tái)微納器件制造方法研究
        5.3.2 基于流體可紡性直寫(xiě)掩模的石墨臺(tái)微納器件制造方法研究
        5.3.3 石墨臺(tái)微納器件的掃描電鏡表征及分析
    5.4 石墨臺(tái)微納器件的特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)研究
        5.4.1 自回復(fù)特性測(cè)試的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制
        5.4.2 自回復(fù)特性測(cè)試結(jié)果及分析
        5.4.3 最大摩擦力和自回復(fù)速度計(jì)算及分析
        5.4.4 不規(guī)則器件的自回復(fù)特性測(cè)試結(jié)果及分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目和成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Nanoscale-resolved patterning on metal hydrazone complex thin films using diode-based maskless laser writing in the visible light regime[J]. 張奎,陳志敏,耿永友,王陽(yáng),吳誼群.  Chinese Optics Letters. 2016(05)
[2]原子力顯微鏡探針批量制備工藝分析[J]. 李加?xùn)|,苗斌,張軻,吳東岷.  微納電子技術(shù). 2016(02)
[3]基于電化學(xué)腐蝕法的鎢探針制備研究[J]. 孫宏君,裘進(jìn)浩,季宏麗,朱孔軍,陳遠(yuǎn)晟.  應(yīng)用化工. 2015(04)
[4]紡絲用可熔性聚四氟乙烯的流變性能研究[J]. 許華君,郭志洪,陳月君,王依民,王燕萍.  合成技術(shù)及應(yīng)用. 2013(03)
[5]ICP深硅刻蝕工藝研究[J]. 許高斌,皇華,展明浩,黃曉莉,王文靖,胡瀟,陳興.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào). 2013(08)
[6]玉米淀粉糖生產(chǎn)新工藝的研究[J]. 周治國(guó),徐樹(shù)來(lái),劉利軍.  農(nóng)機(jī)化研究. 2012(10)
[7]微光刻與微/納米加工技術(shù)[J]. 陳寶欽.  微納電子技術(shù). 2011(01)
[8]TFT用掩模版與TFT-LCD陣列工藝[J]. 李文波,王剛,張卓,胡望,劉宏宇,邵喜斌,徐征.  半導(dǎo)體技術(shù). 2010(06)
[9]STM鎢針尖的制備[J]. 牛建龍,吳雪,李楓,左真濤.  物理實(shí)驗(yàn). 2010(04)
[10]大豆蛋白/粘膠共混溶液的可紡性[J]. 張瑞文,劉赤乾,程博聞,肖長(zhǎng)發(fā).  紡織學(xué)報(bào). 2006(06)

博士論文
[1]聚乙烯熔體拉伸流動(dòng)中流變行為及機(jī)理的研究[D]. 鐘磊.華南理工大學(xué) 2010
[2]10納米以下圖形電子束曝光的研究[D]. 段輝高.蘭州大學(xué) 2010
[3]厚膠光學(xué)光刻技術(shù)研究[D]. 唐雄貴.四川大學(xué) 2006
[4]非牛頓流體紡絲拉伸流動(dòng)[D]. 蔡兵.四川大學(xué) 2002

碩士論文
[1]熔體紡絲組件中流體流動(dòng)特性的研究[D]. 甘麗華.天津工業(yè)大學(xué) 2016
[2]筆式連續(xù)直寫(xiě)的納米加工技術(shù)研究[D]. 徐德洋.蘇州大學(xué) 2015
[3]高質(zhì)量石墨烯制備方法的研究[D]. 鄒鵬.南昌大學(xué) 2014
[4]二氧化硅氣凝膠隔熱材料制備及其隔熱性能研究[D]. 畢海江.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[5]駐極體聚乳酸熔噴非織造材料的制備及性能研究[D]. 張琦.浙江理工大學(xué) 2012
[6]丙烯腈與衣康酸二元共聚物紡絲溶液的流變性能研究[D]. 涂學(xué)敏.華東理工大學(xué) 2012
[7]二氧化硅氣凝膠棉氈保溫性能研究[D]. 韓偉康.青島理工大學(xué) 2011
[8]瓶級(jí)回收PET的流變及其抗熔滴纖維的性能研究[D]. 謝玉福.浙江理工大學(xué) 2011
[9]多組分復(fù)合紡絲熔體流動(dòng)及纖維成形過(guò)程的模擬研究[D]. 曹均雨.東華大學(xué) 2010
[10]玉米淀粉糖超細(xì)纖維的純化制備與性質(zhì)表征[D]. 劉福紅.東北師范大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3687840