膠體刻蝕工藝制備納米圖案及圖案功能的初步研究.pdf

1、為了獲得一種簡易廉價納米圖案加工手段，本文以膠體刻蝕工藝(ColloidalLithography)和磁控濺射技術結合的方式，分別在Si及TiO2表面制備質量良好的納米網(wǎng)狀(Nanomesh or Nanonet)圖案，并對制備工藝進行了優(yōu)化和分析，最后對制備的納米圖案進行了材料功能上的初步探索。
　　首先本文通過滴涂與漂浮法兩種自組裝方式在材料表面獲得了密排的單層膠體晶體掩膜，通過掃描電子顯微鏡(SEM)對膠體掩膜的質量進行了分

2、析。結果表明兩種方法在平面樣品上都可以獲得合格的膠體晶體，無缺陷區(qū)面積大于100μm2。但是滴涂法對溫度及樣品的表面形貌有更高的要求，相比之下，漂浮法的適用范圍更加廣泛，因此選用漂浮法為接下來的圖形轉移工藝制備膠體掩膜。
　　然后用磁控濺射方法作為圖形轉移工藝來獲得納米圖案，用臺階儀來獲得對應工藝的沉積速度，用掃描電子顯微鏡、X射線衍射(XRD)和電子能譜儀(EDX)來研究圖案質量，并對磁控濺射在膠體刻蝕工藝中的圖案獲得能力和策略

3、進行了分析。通過直流磁控濺射(Direct Current Power Magnetron Sputtering DCMS)在多種樣品表面獲得的納米圖案，質量不理想，原因是直流磁控濺射的沉積速度過快，造成基片溫升過高，膠體顆粒被高溫破壞，失去掩膜功能。接著用高能脈沖磁控濺射(High Power PulsedMagnetron Sputtering HiPPMS)分別在Si和TiO2樣品表面制備了Ti和Cu的納米圖案，圖案呈納米網(wǎng)狀，質

4、量均達到要求。通過實驗，發(fā)現(xiàn)靶材對膠體的熱輻射和濺射粒子造成的基片的溫升是影響納米圖案質量的最關鍵要素?？刂瞥练e速度和沉積時間是獲得優(yōu)良納米圖案的基本策略，加長靶基距可以同時減小靶材的熱影響和沉積速度，應該作為工藝調整時的第一選擇。
　　最后通過水接觸角，光催化，血小板粘附和平滑肌培養(yǎng)實驗，對TiO2表面沉積Cu納米圖案的復合結構進行了材料功能的初步探索。結果表明通過膠體刻蝕工藝沉積的Cu納米網(wǎng)圖案保留了TiO2的光致親水性，還提