基于普通光盤(pán)與軟模板納米壓印技術(shù)的二維微納結(jié)構(gòu)的制備.pdf

1、二維周期性微納結(jié)構(gòu)和隨機(jī)性微納結(jié)構(gòu)具有獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)，在生物醫(yī)學(xué)、太陽(yáng)能電池和電子器件等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。電子束刻蝕、聚焦離子束刻蝕、光刻等技術(shù)均可以制備出高質(zhì)量的微納結(jié)構(gòu)。然而，這些技術(shù)通常需要昂貴的設(shè)備，成本高、制備效率低、并且難以制備大面積的微納結(jié)構(gòu)。納米壓印技術(shù)，其加工分辨能力只與模板圖案的尺寸有關(guān)，而不受光學(xué)光刻的最短曝光波長(zhǎng)的物理限制，并且還可以進(jìn)行大面積的制備，降低了生產(chǎn)成本。然而，該技術(shù)通常仍需要電子束或聚焦離子束刻蝕等

2、方法預(yù)先制備剛性模板。微接觸印刷、復(fù)制模塑、轉(zhuǎn)移微模塑、毛細(xì)微模塑、溶劑輔助微塑模等軟刻蝕方法成本低、可以快速制備大面積的微納米結(jié)構(gòu)，然而這些方法中使用的彈性模板或彈性印章均需要初始的母模板，而這一模板的制備仍需要利用電子束、光刻等技術(shù)來(lái)制備，從而導(dǎo)致納米壓印技術(shù)與軟刻蝕技術(shù)仍然離不開(kāi)價(jià)格昂貴的初始模板。因此，人們?cè)噲D尋找廉價(jià)的微納結(jié)構(gòu)作為模板。因此，研發(fā)低成本、高效率的大面積制備微納周期結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義。
　　本文以克服這

3、些問(wèn)題為目的，將軟模板與納米壓印技術(shù)相結(jié)合，以普通CD、DVD和BD光盤(pán)中的聚碳酸酯層（PC層）為初始模板，并采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）復(fù)制其微結(jié)構(gòu)從而形成軟模板，利用熱壓印的方法在PC這種熱塑性基底上制備了不同的微納結(jié)構(gòu)。主要內(nèi)容如下：
　　1.采用PDMS分別復(fù)制一次寫(xiě)入型光盤(pán)CD-R、DVD-R和BD-R光盤(pán)PC層上的微納結(jié)構(gòu)后，再利用熱壓印的方法將以上三種 PDMS上的一維微納結(jié)構(gòu)分別轉(zhuǎn)移到空白PC基底上，從而在PC基

4、底上制備了三種周期不同的一維微納光柵結(jié)構(gòu)。
　　2.利用PDMS軟模板通過(guò)兩次成一定角度的壓印，在PC基底上制備了周期性二維微納結(jié)構(gòu)；兩次壓印過(guò)程中，通過(guò)使用不同的PDMS軟模板，在PC基底上制備了多種復(fù)雜的二維微納結(jié)構(gòu)。
　　3.將三種光盤(pán)的PC層兩兩組合，用PDMS分別復(fù)制每組組合的微納結(jié)構(gòu)，從而得到了三種具有組合微納結(jié)構(gòu)的軟模板；兩次壓印過(guò)程中，通過(guò)使用不同的PDMS軟模板，在同一PC基底上同時(shí)制備了四種二維周期性微納

5、結(jié)構(gòu)，這一并行壓印的方式提高了制備效率。
　　4.直接以CD-R、DVD-R和BD-R光盤(pán)的PC層作為壓印基底，將三種光盤(pán)相應(yīng)的PDMS軟模板與光盤(pán)基片光柵方向成一定角度進(jìn)行壓印，獲得了不同的二維周期性微納結(jié)構(gòu)。
　　5.為了在空白 PC基底上制備隨機(jī)性微納結(jié)構(gòu)，采用 PDMS分別復(fù)制只讀型光盤(pán)CD-ROM、DVD-ROM和BD-ROM中 PC層上的隨機(jī)微納結(jié)構(gòu)，之后再利用熱壓印的方法將三種PDMS上的微納結(jié)構(gòu)分別壓印到空白