用于熱機械納米結(jié)構(gòu)加工的高分子薄膜微尺度屬性測量.pdf

1、隨著微納米技術(shù)和納米科學(xué)的發(fā)展，特別是最近的二十年來，一批新型的熱機械納米結(jié)構(gòu)加工工藝得到發(fā)展和應(yīng)用，如納米壓印技術(shù)、基于掃描探針的熱機械存儲技術(shù)，蘸水筆技術(shù)及激光圖形化技術(shù)等等。這也使得微納尺度結(jié)構(gòu)的加工在分辨率、精度、可靠性、速率和覆蓋精確度及加工成本等方面得到飛速的提高。而在納米結(jié)構(gòu)加工中高聚物薄膜(0．01～100微米)也得到越來越廣泛的應(yīng)用，且作用也越來越重要，其力學(xué)和熱學(xué)特性對器件的加工質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性有著決定性的影響。

2、本論文對厚度為270納米的950 A4型聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜的力學(xué)和熱學(xué)特性進行了測量和研究。
　　 研究了高聚物薄膜的玻璃化溫度隨厚度的變化規(guī)律、薄膜—空氣界面和薄膜—基底界面對玻璃化溫度的影響和機理及空間構(gòu)型對高聚物材料的玻璃化溫度的影響規(guī)律。利用核磁共振方法(NMR)對PMMA的構(gòu)型進行了測定，結(jié)果表明所用的PMMA的構(gòu)型以間同立構(gòu)(rr)為主，使用差示掃描量熱法(DSC)測得PMMA的β轉(zhuǎn)變溫度為70℃，玻璃

3、化轉(zhuǎn)變溫度為126℃，粘流溫度為161℃。使用熱重分析法(TGA)對PMMA的分解溫度進行了測量，測得PMMA的分解溫度為260℃，并研究了PMMA的熱降解機理。
　　 使用納米壓痕法對PMMA薄膜的彈性模量進行了測試，使用了基于VEP模型的組合方法，避免了堆積現(xiàn)象所導(dǎo)致的接觸面積和彈性模量被高估。采用了兩次保載過程，有效的消除了高聚物的粘性對測試結(jié)果的影響。研究了基底效應(yīng)的影響，并運用Jager模型引入與深度相關(guān)的影響因子來估