本文關(guān)鍵詞：用于仿生自清潔微結(jié)構(gòu)的干涉光刻技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 激光干涉光刻 周期微結(jié)構(gòu) 自清潔 表觀接觸角

【摘要】：目前國內(nèi)外在自清潔表面的人工制備方法上取得很大進(jìn)展,有些技術(shù)已有商業(yè)化的應(yīng)用。但是現(xiàn)有技術(shù)的一大共同點,是不能按照使用需求靈活調(diào)整工藝過程,從而得到所需要的表面潤濕特性。因此,開發(fā)一種結(jié)構(gòu)特征可控、方便有效、經(jīng)濟實用的方法是很有必要的。本論文首先在研究國內(nèi)外自清潔微結(jié)構(gòu)制備方法的基礎(chǔ)上,分析了現(xiàn)行主流方法的局限性,結(jié)合自清潔結(jié)構(gòu)的特點和干涉光刻圖形的特征,利用干涉光刻技術(shù)新方法來制備自清潔表面微結(jié)構(gòu)；分析了自清潔表面微結(jié)構(gòu)特征尺寸的需求；并對激光干涉光刻基本原理及實現(xiàn)方法進(jìn)行研究；利用MATLAB軟件對多光束激光干涉光刻圖形進(jìn)行了仿真模擬；對影響光刻結(jié)果的一些因素進(jìn)行了分析；在理論研究基礎(chǔ)上,設(shè)計并搭建了用于自清潔微結(jié)構(gòu)制備的干涉光刻曝光系統(tǒng),并開展了光刻實驗。理論研究結(jié)果表明,多光束干涉形成的周期結(jié)構(gòu),與自然界中天然的自清潔結(jié)構(gòu)有相似之處,通過改變干涉光束的入射角、曝光量,及顯影時間,可以形成不同周期、形貌的微結(jié)構(gòu),以滿足不同自清潔性能對結(jié)構(gòu)特征尺寸的不同需求,實現(xiàn)人工自清潔結(jié)構(gòu)制作的可控性。利用搭建的多光束干涉光刻系統(tǒng)在光刻膠表面制作了周期為1-100μm不等的微結(jié)構(gòu)。對這些微結(jié)構(gòu)表面的自清潔性能進(jìn)行測量,并與光滑光刻膠表面自清潔性能比較,微結(jié)構(gòu)表面的接觸角會增大或者減小,接觸角減小使得表面更親水,減小范圍介于14%-32%,接觸角增大的結(jié)果實現(xiàn)了表面親水向疏水的轉(zhuǎn)變,增大范圍介于23%-68%。說明利用干涉光刻制備表面微結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對表面自清潔性能進(jìn)行調(diào)控的目的。本論文工作將激光干涉光刻技術(shù)應(yīng)用于仿生自清潔結(jié)構(gòu)的制作,提供了一種改變材料表面潤濕特性的可控方法。該研究能夠?qū)眉す飧缮婀饪碳夹g(shù)來構(gòu)造和制作自清潔表面提供一定的理論和實驗依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：激光干涉光刻 周期微結(jié)構(gòu) 自清潔 表觀接觸角
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.7
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究背景9
• 1.2 自然界中的特殊潤濕現(xiàn)象9-11
• 1.3 自清潔表面制備方法11-13
• 1.3.1 刻蝕法11-12
• 1.3.2 模板法12
• 1.3.3 分子自組裝法12
• 1.3.4 溶膠凝膠法12
• 1.3.5 相分離法12-13
• 1.4 本論文研究的目的和意義13
• 1.5 本論文主要研究內(nèi)容13-14
• 1.6 本章小結(jié)14-15
• 2 自清潔微結(jié)構(gòu)15-26
• 2.1 自清潔原理15-16
• 2.1.1 Wenzel模型15-16
• 2.1.2 Cassie模型16
• 2.2 自清潔功能表而結(jié)構(gòu)特征分析16-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 激光干涉光刻技木26-33
• 3.1 激光干涉光刻基本原理26-28
• 3.2 多光束干涉光刻的分類28-30
• 3.2.1 雙光束干涉光刻28
• 3.2.2 三光束干涉光刻28-29
• 3.2.3 四光束干涉光刻29-30
• 3.3 多光束干涉光刻圖形仿真計算30-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 4 制作表面自清潔結(jié)構(gòu)的多光束干涉光刻系統(tǒng)設(shè)計33-42
• 4.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)33
• 4.2 系統(tǒng)關(guān)鍵部分分析與討論33-38
• 4.2.1 光源的選擇33-34
• 4.2.2 濾波及擴束準(zhǔn)直部分34-35
• 4.2.3 分光系統(tǒng)35-36
• 4.2.4 樣品工件臺36-37
• 4.2.5 系統(tǒng)光路結(jié)構(gòu)37-38
• 4.3 系統(tǒng)關(guān)鍵組件位置的確定38-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 5 多光束干涉光刻結(jié)果的影響因素分析42-49
• 5.1 入射光強不同對干涉結(jié)果的影響42-43
• 5.2 入射角度對于涉結(jié)果的影響43-46
• 5.2.1 入射角影響43-44
• 5.2.2 方位角影響44-46
• 5.3 基片方位對干涉結(jié)果的影響46
• 5.4 光刻工藝對干涉結(jié)果的影響46-48
• 5.5 本章小結(jié)48-49
• 6 光刻實驗及結(jié)果分析49-61
• 6.1 實驗準(zhǔn)備49-51
• 6.1.1 實驗光路搭建49-50
• 6.1.2 樣品基片準(zhǔn)備50-51
• 6.2 光刻實驗結(jié)果51-55
• 6.3 實驗樣品的接觸角測量及自清潔性能分析55-60
• 6.4 本章小結(jié)60-61
• 7 結(jié)論61-63
• 7.1 全文總結(jié)61-62
• 7.2 展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文66
• 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利66-67
• 致謝67-69

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本文編號：1094478