嵌段共聚物與納米粒子的復(fù)合薄膜的自組裝研究.pdf

1、嵌段共聚物的自組裝是制備更高精度微電子器件的一個潛在的可大規(guī)模生產(chǎn)的可行性方法。自組裝方法由于其低成本、簡單易行，且自組裝后的結(jié)構(gòu)多樣、可形成更大復(fù)雜的有規(guī)律排列的微觀形貌，成為代替?zhèn)鹘y(tǒng)光刻技術(shù)的最有效的方法，也成為人們的研究熱點。如何得到高度長程有序排列的微區(qū)形貌是嵌段共聚物的自組裝最關(guān)鍵的問題。另外，在嵌段共聚物自組裝模版中引入其它納米粒子，使納米粒子有序排列，同時使體系獲得新的功能特征是我們要努力的方向。
　　 本課題研究

2、了PS-b-PMMA與PS-b-PEO嵌段共聚物，加入其它納米粒子如POSS、C60等后組成復(fù)合薄膜體系，在不同的外場條件如電場、熱場、溶劑場作用下的自組裝現(xiàn)象的研究，以AFM、TEM等對組裝后的形貌進行了表征。具體的研究內(nèi)容如下:
　　 1.為了使POSS、C60納米粒子可以有規(guī)律的進入某一相，同時可以促進其分散性，首先將POSS及C60進行了表面修飾。利用ATRP方法，合成了窄分子量的蝌蚪形T-POSS-PS、T-POSS-

3、PMMA、星形S-POSS-PMMA;利用水解縮合方法合成八氯丙基POSS作為引發(fā)劑，合成八臂星形的S-POSS-PMMA聚合物;將八氯丙基POSS疊氮化生成把疊氮基POSS，然后將其和炔丙醇進行點擊化學(xué)，合成了8個端基為-OH的八羥基POSS。另外，合成了PS-Br引發(fā)劑，利用ATRP方法在C60表面上平均接上兩個PS鏈，所合成的C60-PS分子量分布較窄，符合活性聚合要求。所合成的T-POSS-PS、T-POSS-PMMA、C60-

4、PS由于其相似相容性會進入某對應(yīng)相，而POSS-OH和PEO嵌段有氫鍵的作用，會選擇性進入PEO相。
　　 2.PS-b-PMMA體系的自組裝的研究，針對純PS-b-PMMA和加入C60-PS或S-POSS-PMMA的復(fù)合體系分別進行了垂直表面方向的電場的自組裝，得到了PS為柱狀的有序結(jié)構(gòu)，C60進入PS相中，POSS進入PMMA相中，且膜厚增加時有利于得到有序結(jié)構(gòu)。另外，針對純PS-b-PMMA和加入T-POSS-PS的復(fù)合體

5、系加入了平行于表面的電場，得到了平行于電場方向排列的垂直于基底的片層結(jié)構(gòu)。
　　 3.PS-b-PEO體系的自組裝的研究。PS-b-PEO中加入C60-PS，研究了不同膜厚下、不同電場強度下的自組裝，發(fā)現(xiàn)厚度較大時施加垂直于表面的電場可以得到規(guī)則的柱狀結(jié)構(gòu);研究了PS-b-PEO中加入不同含量的T-POSS-PS或POSS-OH在不同溶劑下的自組裝，發(fā)現(xiàn)嵌段的對溶劑的不同選擇性、不同量的納米粒子導(dǎo)致嵌段間的相互作用參數(shù)改變等因素