發(fā)布時間：2017-10-28 07:00

  本文關(guān)鍵詞：基于DPN技術(shù)的納米點結(jié)構(gòu)調(diào)控研究

  更多相關(guān)文章： 原子力顯微鏡 蘸筆納米刻蝕 探針運動微調(diào)蘸針法 納米點沉積調(diào)控

【摘要】：隨著納米生物學(xué)、納米電子學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展，利用原子力顯微鏡（Atomic Force Microscope，AFM）作為加工工具進行表面修飾的技術(shù)發(fā)展起來。蘸筆納米刻蝕技術(shù)（Dip-pen nanolithography，DPN）是在納米尺度進行表面修飾的重要技術(shù)。自DPN技術(shù)誕生以來，學(xué)者們已經(jīng)將DPN技術(shù)應(yīng)用到了各種不同的領(lǐng)域，并從不同的角度去探究DPN的作用機理。目前為止，，對于沉積的納米結(jié)構(gòu)的尺度大小及質(zhì)量等的調(diào)控研究卻少有人涉獵。本文對納米點結(jié)構(gòu)成形的調(diào)控進行了相關(guān)研究。 在流體力學(xué)的基礎(chǔ)上，綜合考慮表面張力和黏附力的影響，建立適合微觀流體流動的數(shù)學(xué)模型。利用該模型，對DPN的墨水流動過程進行微米和納米尺度下的仿真研究，獲得了墨水在基底擴散的半徑隨時間以及基底親水性的變化關(guān)系。 本文提出了不同于傳統(tǒng)直接蘸針法的探針運動微調(diào)蘸針法。在日常濕度環(huán)境下，利用該方法進行DPN技術(shù)構(gòu)建納米點的實驗，成功地構(gòu)建了納米點結(jié)構(gòu)，提供了一種對環(huán)境條件要求并不苛刻的DPN實驗新方法。實驗結(jié)果與理論計算結(jié)果相符，驗證了數(shù)學(xué)模型的正確性。 根據(jù)探針質(zhì)量與頻率的關(guān)系，理論推導(dǎo)出了沉積納米點質(zhì)量的計算公式。根據(jù)該公式和實驗的結(jié)果得出了系統(tǒng)頻率分辨率需達到的精度。提出了兩種調(diào)控DPN沉積納米點的方法：外加持續(xù)高頻激振調(diào)控法和電壓調(diào)控沉積法。最后，設(shè)計了調(diào)控系統(tǒng)，為后續(xù)的系統(tǒng)搭建提供參考。
【關(guān)鍵詞】：原子力顯微鏡 蘸筆納米刻蝕 探針運動微調(diào)蘸針法 納米點沉積調(diào)控
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB383.1;TH16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 課題來源及研究的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題來源8
• 1.1.2 研究的目的和意義8-9
• 1.2 DPN 技術(shù)的研究現(xiàn)狀9-17
• 1.2.1 DPN 技術(shù)的主要操作模式10-11
• 1.2.2 DPN 液橋通道形成過程的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.3 DPN 技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 DPN 技術(shù)研究現(xiàn)狀概述17-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 微觀流體流動的基礎(chǔ)理論20-31
• 2.1 流體力學(xué)在描述微觀流體流動的局限性20
• 2.2 流體力學(xué)基本方程20-23
• 2.2.1 流體力學(xué)連續(xù)性方程20-21
• 2.2.2 流體力學(xué)運動微分方程21-23
• 2.3 微觀流體流動的數(shù)學(xué)模型23-27
• 2.3.1 微觀尺度下表面張力的討論23-24
• 2.3.2 考慮表面張力的二維流動數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3.3 液體與氣體交界面的數(shù)學(xué)描述26-27
• 2.4 邊界條件的討論27-30
• 2.4.1 邊界條件與接觸角27-28
• 2.4.2 潤濕現(xiàn)象28
• 2.4.3 潤濕現(xiàn)象與接觸角28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于微觀流體理論的 DPN 液體流動過程仿真31-41
• 3.1 仿真物理模型的建立31-32
• 3.2 仿真參數(shù)的選擇及邊界條件的確定32-33
• 3.2.1 物理參數(shù)的設(shè)置32
• 3.2.2 邊界條件的確定32-33
• 3.2.3 初始值的設(shè)定33
• 3.3 仿真結(jié)果及分析33-39
• 3.3.1 微米尺度下的仿真結(jié)果33-36
• 3.3.2 納米尺度下的仿真結(jié)果36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 基于 DPN 技術(shù)沉積納米點結(jié)構(gòu)的實驗研究41-56
• 4.1 AFM 探針的蘸針方法41-43
• 4.2 基底材料的預(yù)處理43-44
• 4.3 實驗結(jié)果及分析44-53
• 4.3.1 應(yīng)用直接蘸針法的納米點結(jié)構(gòu)沉積實驗45-47
• 4.3.2 應(yīng)用探針運動微調(diào)蘸針法納米點結(jié)構(gòu)沉積實驗47-53
• 4.3.3 基底親水性對沉積納米點結(jié)構(gòu)的影響53
• 4.4 CDDPN 實驗前后探針表面的對比53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 基于 DPN 技術(shù)構(gòu)建納米點的調(diào)控方法56-63
• 5.1 DPN 技術(shù)構(gòu)建納米點質(zhì)量的討論56-58
• 5.2 電壓調(diào)控 DPN 沉積納米點的可行性實驗58-59
• 5.3 調(diào)控沉積納米點的方法59-62
• 5.3.1 持續(xù)激振調(diào)控墨水沉積法59-60
• 5.3.2 電壓調(diào)控墨水沉積法60-61
• 5.3.3 DPN 技術(shù)沉積納米點結(jié)構(gòu)的調(diào)控系統(tǒng)61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻64-69
• 致謝69

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 閆樹華;李賓;;一種實現(xiàn)可控納米定位沉積的探針修飾新方法[J];核技術(shù);2008年03期

本文編號：1107119