隨著電子信息時代的飛速發(fā)展,納米科技所衍生的應(yīng)用在各個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,如納米電子科技制造的納米芯片,納米生物技術(shù)產(chǎn)生的細(xì)胞識別,納米材料技術(shù)發(fā)現(xiàn)的高性能材料等。蘸水筆納米光刻(Dip-pen nanolithography,DPN)技術(shù)作為一種納米加工技術(shù),因其便捷、高分辨率、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)勢為納米科技的進(jìn)步提供了更多樣的發(fā)展前景。本文基于DPN技術(shù)利用金屬催化濕法刻蝕化學(xué)原理,探究了硅表面的微納結(jié)構(gòu)加工方法。首先,分析了金屬催化刻蝕反應(yīng)中的銀催化顆粒的還原反應(yīng)機理以及金屬催化刻蝕的刻蝕反應(yīng)機理;研究了DPN技術(shù)中液滴的分配過程,利用菲克第二定律擴散方程推導(dǎo)液滴半徑隨時間變化的擴散模型,利用Young-Laplace方程推導(dǎo)出探針與基底之間的水液面液橋力;此外建立了分子動力學(xué)仿真模型,對探針空載實驗和探針蘸取液滴實驗進(jìn)行了模擬,為后續(xù)操作實驗提供理論指導(dǎo)。其次,搭建了納米級液滴分配系統(tǒng)。結(jié)合銀納米顆粒還原反應(yīng)的要求,該系統(tǒng)包括探針微操作模塊、顯微視覺成像單元、運動控制位單元和信號處理模塊。同時,對搭建的系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)納米級液滴分配系統(tǒng)在開機25分鐘后達(dá)到穩(wěn)定;對系統(tǒng)進(jìn)行了...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 納米加工的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 傳統(tǒng)納米加工法
        1.2.2 納米壓印光刻技術(shù)
        1.2.3 邊緣印刷技術(shù)
        1.2.4 自裝配制造技術(shù)
        1.2.5 基于SPM的納米加工方法
        1.2.6 納米加工方法文獻(xiàn)綜述
    1.3 DPN技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 DPN技術(shù)的簡介
        1.3.2 DPN技術(shù)的材料組合
        1.3.3 DPN技術(shù)的應(yīng)用
    1.4 課題來源
    1.5 主要研究內(nèi)容
第2章 刻蝕反應(yīng)原理分析和分子動力學(xué)仿真
    2.1 引言
    2.2 銀催化刻蝕硅表面反應(yīng)機理
        2.2.1 銀納米顆粒的制備
        2.2.2 銀納米顆粒催化刻蝕原理
    2.3 液滴擴散模型與液橋力分析
        2.3.1 液滴擴散模型
        2.3.2 液橋力分析
    2.4 分子動力學(xué)仿真
        2.4.1 LAMMPS軟件介紹
        2.4.2 探針空載受力實驗?zāi)M
        2.4.3 探針蘸取液滴實驗?zāi)M
    2.5 本章小結(jié)
第3章 納米級液滴分配系統(tǒng)搭建及控制
    3.1 引言
    3.2 納米級液滴分配系統(tǒng)的搭建
        3.2.1 探針微操作模塊
        3.2.2 顯微視覺成像模塊
        3.2.3 運動控制模塊
        3.2.4 信號處理模塊
    3.3 納米級液滴分配系統(tǒng)的測試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于DPN的硅表面微納結(jié)構(gòu)刻蝕實驗
    4.1 引言
    4.2 實驗準(zhǔn)備
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 實驗儀器
    4.3 實驗步驟
        4.3.1 硅片標(biāo)記與清洗
        4.3.2 硅片親水處理
        4.3.3 微米級液滴預(yù)分配
        4.3.4 納米級液滴分配
        4.3.5 銀納米顆粒催化刻蝕
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3814129