隨著電子信息時(shí)代的飛速發(fā)展,納米科技所衍生的應(yīng)用在各個(gè)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(shí)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(shì)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(jī)理以及金屬催化刻蝕的刻蝕反應(yīng)機(jī)理;研究了DPN技術(shù)中液滴的分配過(guò)程,利用菲克第二定律擴(kuò)散方程推導(dǎo)液滴半徑隨時(shí)間變化的擴(kuò)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(dòng)力學(xué)仿真模型,對(duì)探針空載實(shí)驗(yàn)和探針蘸取液滴實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬,為后續(xù)操作實(shí)驗(yàn)提供理論指導(dǎo)。其次,搭建了納米級(jí)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(jué)成像單元、運(yùn)動(dòng)控制位單元和信號(hào)處理模塊。同時(shí),對(duì)搭建的系統(tǒng)進(jìn)行了靜態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)納米級(jí)液滴分配系統(tǒng)在開(kāi)機(jī)25分鐘后達(dá)到穩(wěn)定;對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guó)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 DPN技術(shù)的簡(jiǎn)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(lái)源
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 刻蝕反應(yīng)原理分析和分子動(dòng)力學(xué)仿真
    2.1 引言
    2.2 銀催化刻蝕硅表面反應(yīng)機(jī)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(kuò)散模型與液橋力分析
        2.3.1 液滴擴(kuò)散模型
        2.3.2 液橋力分析
    2.4 分子動(dòng)力學(xué)仿真
        2.4.1 LAMMPS軟件介紹
        2.4.2 探針空載受力實(shí)驗(yàn)?zāi)M
        2.4.3 探針蘸取液滴實(shí)驗(yàn)?zāi)M
    2.5 本章小結(jié)
第3章 納米級(jí)液滴分配系統(tǒng)搭建及控制
    3.1 引言
    3.2 納米級(jí)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(jué)成像模塊
        3.2.3 運(yùn)動(dòng)控制模塊
        3.2.4 信號(hào)處理模塊
    3.3 納米級(jí)液滴分配系統(tǒng)的測(cè)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(shí)驗(yàn)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
    4.3 實(shí)驗(yàn)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(jí)液滴預(yù)分配
        4.3.4 納米級(jí)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(hào)：3814129