發(fā)布時間：2018-06-23 23:43

  本文選題：納米壓印 + 甲基丙烯酸異冰片酯��； 參考：《南京大學》2015年碩士論文

【摘要】：納米技術從上世紀50年代中期開始至今經(jīng)歷了一個蓬勃的發(fā)展,人們對于納米尺度下的結構與材料的研究表現(xiàn)出了極大的熱情,也基于此,各種納米加工技術如光學光刻技術、離子束加工技術、電子束曝光技術、納米壓印技術、自組裝技術等應運而生且不斷發(fā)展。在這其中,納米壓印技術由于其高分辨率、高產(chǎn)率以及低成本的加工優(yōu)點,得到了人們的廣泛關注,是目前實驗室制備納米圖案的主要方法之一,同時在工業(yè)生產(chǎn)中也初步得到了應用。納米壓印膠作為納米壓印技術中最關鍵的要素之一,廣泛應用于熱納米壓印、紫外光固化納米壓印和軟光刻(soft lithography)工藝中,按照壓印類型,主要可以分為熱塑型納米壓印膠和紫外光固化納米壓印膠。目前常用的熱塑型納米壓印膠主要有聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯,在納米壓印中各有優(yōu)缺點；基于陽離子聚合的紫外光固化中的引發(fā)劑目前主要是一些光產(chǎn)酸劑,但是這類引發(fā)劑在光照后容易產(chǎn)生對壓印膠材料或者襯底有腐蝕性的酸類物質(zhì)。本文的工作主要針對這兩個問題做了改進,具體如下：合成了一種熱塑性高分子聚甲基丙烯酸異冰片酯(PIBMA)并將其應用于納米壓印膠中。利用自由基聚合反應,以甲基丙烯酸異冰片酯為單體合成了不同分子量的PIBMA,研究了引發(fā)劑的用量對于聚合物分子量的影響。測試了不同分子量的PIBMA的熱分解溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等,將其應用于熱納米壓印膠中,研究了分子量對于壓印圖形保真度的影響。選擇一個合適分子量的PIBMA作為熱納米壓印膠,利用不同的壓印模板進行壓印,獲得了亞50nm尺度圖形的復制能力。與常用的PMMA相比,PIBMA具有更高的機械強度和更好的抗刻蝕性：與常用的PS相比,PIBMA具有更好的舉離效果。聚甲基丙烯酸異冰片酯在光學增透中的應用。藍寶石由于其機械強度高、熱力學和化學性質(zhì)穩(wěn)定,具有一定的光學透過率,因此作為一些器件和設備的屏幕逐漸得到了應用。但是存在一個最主要的問題,可見光波段范圍內(nèi)的光學透過率只有65%～75%,這也限制了它的應用。由于聚甲基丙烯酸異冰片酯具有很高的光學透過率,我們在藍寶石襯底上以PIBMA為壓印膠,利用納米壓印制備了不同的光子晶體結構,以提升藍寶石的光學透過率。藍寶石平片的透射率在65%到75%之間,具有600 nm周期孔陣列結構的藍寶石片透射率達到80%-90%。光產(chǎn)堿劑的合成與應用。在陽離子聚合的紫外光固化體系中常使用光酸劑作為引發(fā)劑,然而光酸劑在曝光后容易產(chǎn)生對壓印膠材料或者襯底具有腐蝕性的酸類物質(zhì),因此限制了這種光酸劑的使用。光產(chǎn)堿劑也可以作為一類引發(fā)劑,目前它的研究并不多,在納米壓印膠中的應用也很少。我們合成了一種光產(chǎn)堿劑N-N二甲基二硫代氨基苯乙酮,簡稱QAsalt Ⅰ-S。并將其應用于紫外光固化納米壓印膠中,利用紅外光譜研究了其光引發(fā)過程,同時利用復合納米壓印(HNSL)技術驗證了這種以光產(chǎn)堿劑為引發(fā)劑的納米壓印膠的壓印性能。
[Abstract]:Nanotechnology has experienced a flourishing development since the mid 50s of the last century. People have shown great enthusiasm for the study of nanostructures and materials. Based on this, various nanoscale technologies such as optical lithography, ion beam processing, electron beam exposure, nano imprint technology, self-assembly technology As a result of its high resolution, high yield and low cost processing advantages, nano imprint technology has been widely paid attention to. It is one of the main methods to prepare the nano pattern in the laboratory. At the same time, it has also been applied in the industrial production. The nano imprint adhesive is used as the nano imprint. One of the most critical elements in technology is widely used in hot nano imprint, UV curable nano imprint and soft lithography technology. According to the type of embossing, it can be divided into hot plastic nano imprint adhesive and UV curable nano imprint adhesive. The main hot plastic nano imprint adhesive is mainly polymethyl methacrylate at present. And polystyrene, each has its advantages and disadvantages in the nano imprint, and the initiator in UV curing based on cationic polymerization is mainly a number of light producing acids, but this kind of initiator is easy to produce corrosivity acid materials on the imprint material or substrate after illumination. The work of this paper is mainly to improve the two problems. A thermoplastic polymer polyacrylate (PIBMA) was synthesized and applied to nano imprint adhesive. The PIBMA of different molecular weight was synthesized by free radical polymerization, using ISO methacrylate as monomer. The influence of the amount of initiator on the molecular weight of the polymer was studied. The thermal decomposition temperature and glass transition temperature of the molecular weight PIBMA were applied to the thermal nano imprint adhesive. The influence of molecular weight on the fidelity of imprint graphics was studied. A suitable molecular weight PIBMA was selected as the hot nano imprint adhesive and the different embossing formwork was used to press the printing. The replication ability of the sub 50nm scale was obtained. Compared with common PMMA, PIBMA has higher mechanical strength and better corrosion resistance: compared with common PS, PIBMA has a better lift effect. The application of polyacrylate polymethacrylate in optical penetration. Sapphire has a certain optical transmittance because of its high mechanical strength, thermodynamic and chemical properties, so it has a certain optical transmittance. The screen for some devices and devices has been gradually applied. But there is one of the most important problems, the optical transmittance within the range of visible light is only 65% to 75%, which also limits its application. Because of the high optical transmittance of polyacrylate methacrylate, we use PIBMA as embossing adhesive on the sapphire substrate. Different photonic crystal structures were prepared by nano imprint to improve the optical transmittance of sapphire. The transmittance of sapphire flat was between 65% and 75%. The transmittance of sapphire slices with 600 nm periodic hole array structure reached the synthesis and application of 80%-90%. light producing alkali. As an initiator, however, the photoacid can easily produce corrosive acid materials on the imprint material or substrate after exposure. Therefore, the use of this photoacid is limited. The light producing alkali can also be used as a kind of initiator. At present, it has not been studied much, and the application in nanoscale adhesive is very few. The agent N-N two methyl two thiophenyl acetophenone, referred to as QAsalt I -S., was applied to UV curable nano imprint adhesive, and its photoinitiating process was studied by infrared spectroscopy. At the same time, the imprint performance of the nano imprint adhesive with a light producing agent was verified by the composite nano imprint (HNSL) technology.
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;TQ317

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本文編號：2058965