發(fā)布時(shí)間：2018-02-06 07:46

  本文關(guān)鍵詞： 微加工 微影技術(shù) DNA圖案 可伸縮PAM印章 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)　出處：《浙江理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：微加工—因其在半導(dǎo)體工業(yè)、微流體設(shè)備、生物傳感器、組織工程以及藥物運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的巨大應(yīng)用價(jià)值而受到廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)微加工技術(shù)中應(yīng)用最普遍地是光刻技術(shù)，因受到光衍射地限制，在制備尺寸小于100nm的圖案時(shí)“舉步維艱”。為克服此困難，多種微影技術(shù)—如電子束光刻、離子束光刻以及蘸筆納米光刻相繼出現(xiàn)，但高成本和低產(chǎn)量依舊束縛著它們地發(fā)展。近期，隨著低成本和高產(chǎn)出的軟光刻技術(shù)和納米壓印技術(shù)地出現(xiàn)，引起學(xué)界矚目。然而作為這兩類新技術(shù)中最基本和最關(guān)鍵部分的圖案印章，其制備過(guò)程在技術(shù)上相對(duì)復(fù)雜，常需PDMS、石英、硅等特殊材料地參與；且印章一旦被制備出來(lái)，表面圖案的特征尺寸也同時(shí)被固定下來(lái)而無(wú)法改變。 針對(duì)以上不足，本文概念性地提出了一種簡(jiǎn)便又可靠的策略即基于天然DNA自組裝圖案制備尺寸可控的PAM印章。 通過(guò)位于特定幾何空間的天然DNA溶液蒸發(fā)自組裝，在PMMA表面形成了高度規(guī)整的DNA平行列陣圖案。光學(xué)顯微鏡觀測(cè)表明在宏觀尺度下圖案呈均勻分布；AFM結(jié)果證明單根DNA納米束呈線性排列，高度和寬度分別為90.5±30.8nm和878.8±22.29nm。 基于表面粗糙度的分析結(jié)果，，選擇UPR作為轉(zhuǎn)移材料制備DNA圖案陰模，利用PAM復(fù)制陰模圖案，通過(guò)可控蒸發(fā)和膨脹過(guò)程，完成尺寸可控PAM印章地制備。經(jīng)SEM和AFM觀察發(fā)現(xiàn)：PAM印章的圖案尺寸與母版DNA圖案相比，可實(shí)現(xiàn)0.25%至200%范圍內(nèi)的自定義調(diào)控；在印章充分縮小后特征尺寸的高和寬分別減小至35.2±4.11nm和363.3±17.66nm。 本文還做了如下與DNA相關(guān)的輔助工作：基于分子設(shè)計(jì)，討論了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)參與調(diào)控PHPMA形貌的機(jī)理。FTIR及1H-NMR結(jié)果表明成功合成了AUTEAB；通過(guò)制備DNA/AUTEAB復(fù)合體，成功將DNA引入HPMA聚合體系，利用自由基溶液聚合獲得絨球形PHPMA，酸洗后絨球變?yōu)槎嗝骟w，伴隨絨線結(jié)構(gòu)消失。SEM觀察顯示：絨球的平均粒徑0.79μm，絨線寬度17.53nm，而多面體粒徑縮小為0.65μm。基于理論計(jì)算和UV光譜結(jié)果建立絨線結(jié)構(gòu)的空間模型，得到的模擬值與實(shí)際吻合，在確認(rèn)絨線結(jié)構(gòu)為DNA復(fù)合體的同時(shí)證明了模型的有效性。 本文提出得新穎策略即尺寸可控微影技術(shù)，為解決大型集成電路上圖案化元件地可控與匹配組裝和實(shí)現(xiàn)圖案可伸縮性納米微影技術(shù)提供了一個(gè)新的思路，極有希望在納米科技未來(lái)地發(fā)展中做出貢獻(xiàn)。
[Abstract]:Micromachining-for its use in the semiconductor industry, microfluid devices, biosensors. Wide attention has been paid to tissue engineering and drug transportation. The traditional micromachining technology is widely used in photolithography, which is limited by light diffraction. To overcome this difficulty, a variety of Weiying techniques such as electron beam lithography, ion beam lithography and dip-pen nanocrystalline lithography have emerged. But high cost and low production still constrain their development. Recently, with the emergence of low cost and high output soft lithography technology and nanoimprint technology. However, as the most basic and key part of these two new technologies, the preparation process of the seal is relatively complicated, and it often needs PDMS, quartz, silicon and other special materials to participate. And once the seal is prepared, the characteristic size of the surface pattern is fixed and cannot be changed. In view of the above shortcomings, a simple and reliable strategy is proposed in this paper, that is, a controllable size PAM seal based on a natural DNA self-assembled pattern. Self-assembly is performed by evaporation of natural DNA solutions located in a particular geometric space. A highly structured DNA parallel array pattern was formed on the surface of the PMMA. The optical microscope observation showed that the pattern was uniformly distributed at the macro scale. The results of AFM show that the single DNA nanowires are linearly arranged, the height and width are 90.5 鹵30.8 nm and 878.8 鹵22.29 nm, respectively. Based on the results of surface roughness analysis, UPR was selected as the transfer material to prepare DNA pattern negative mold. PAM was used to replicate the DNA pattern, and the process of evaporation and expansion was controlled. Through SEM and AFM observation, we found that the pattern size of PAM seal was compared with that of master DNA. Can realize the custom control in the range from 0.25% to 200%; The height and width of the characteristic size were reduced to 35.2 鹵4.11nm and 363.3 鹵17.66nm, respectively. In this paper, we also do the following auxiliary work related to DNA: based on molecular design. The mechanism of DNA double helix structure involved in regulating the morphology of PHPMA was discussed. FTIR and 1H-NMR results showed that the auto was synthesized successfully. Through the preparation of DNA/AUTEAB complex, DNA was successfully introduced into the HPMA polymerization system, and the DNA was prepared by free radical solution polymerization. After acid washing, the ball became polyhedron. With the disappearance of the fiber structure, SEM observation showed that the average diameter of the ball was 0.79 渭 m and the width of the wool was 17.53 nm. The particle size of polyhedron was reduced to 0.65 渭 m. Based on the theoretical calculation and UV spectrum results, the spatial model of the suede structure was established, and the simulated values were in agreement with the actual results. The validity of the model is proved by confirming the suede structure as DNA complex. In this paper, a novel strategy, the size controllable Weiying technique, is proposed, which provides a new idea for solving the controllable and matching assembly of patterned elements on large scale integrated circuits and the realization of pattern scalability nano Weiying technology. It is very promising to contribute to the future development of nanotechnology.
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN305.7;O629.74

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1493951