Создание и 3D-характеризация металлических наноструктур на поверхности полимера с использованием метода динамической силовой литографии и сканирующей силовой микроскопии

• Автор: Пинаев, Александр Леонидович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава I. Исследование и модификация поверхности методом сканирующей зондовой микроскопии (Литературный обзор)

1.1. Сканирующая зондовая микроскопия

1.1.1. Физические основы СЗМ

1.1.2. Инструментальные принципы СЗМ

1.1.3. Аппаратно-программные средства СЗМ

1.2. Сканирующая зондовая литография

1.2.1. Токовая литография

1.2.2. Силовая литография

1.2.3. Локальное анодирование

1.2.4. Ближнепольная оптическая литография
Выводы и постановка задач
Глава II. Экспериментальная установка
2.1. Схема экспериментальной установки
2.2. Конструкция экспериментальной установки
2.3. Качественная модель процесса ДСЛ
2.4. Изготовление и диагностика зондов
2.5. Изготовление и диагностика образцов
2.6. Шаблон для ССЛ, режимы ССЛ
2.7. Методы характеризации результатов ДСЛ
Выводы
Глава Ш. Режим динамической силовой литографии
3.1. Математическая модель ДСЛ (Упругое приближение)
3.2. Оценка устойчивости зонда (потеря формы)
3.3. Численное моделирование режима ДСЛ
Выводы
Глава IV. Экспериментальные результаты
4.1. ДСЛ исходной подложки из поликарбоната
4.2. ДСЛ тонкой Аи пленки на поверхности поликарбоната
4.2.1. Потеря устойчивости зонда (критический угол при данном
диаметре проволоки)
4.2.2. Зависимость от параметров управляющего импульса
4.2.3. Создание периодических наноструктур W зондом,
модифицированным ионным пучком
4.2.4. Создание каналов в системе «Металл-полимер»
4.2.5. Экспериментальная проверка полного прорезания
покрытия
4.2.6. Микро и наноструктуры, полученные в тонких Аи покрытиях методом ССЛ
Заключение
Литература

от внешних атмосферных условий. Вода, расходуемая на окисление, поступает в зазор между зондом и поверхностью из воздуха. При постоянной разности потенциалов ДЦ, прикладываемой между зондом и подложкой, основное падение напряжения происходит в растущем оксиде. Локальное распределение скорости образования оксида определяется разностью потенциалов в каждой точке, что приводит к зависимости толщины оксида от расстояния межу зондом и данной точкой на поверхности.
Процесс анодного окисления элементарного металла можно описать рядом уравнений [63].
На металлическом аноде возможно протекание следующих реакций: Ме+хН20 =МеОх +2хН++2хе'
2Н20 = 02+4Н1"+4е"
Одновременно на катоде возможно выделение водорода 2Н20+4е-=2Н2+20Н’
а в зазоре между зондом и подложкой устанавливается равновесие Н20=Н++0Н"
1.2.4. Ближнепольная оптическая литография
Новые области научных исследований, такие как локальная спектроскопия и локальная модификация поверхности с разрешением 30-100 нм получили большой импульс развития кроме прочего благодаря ближнепольной оптике. Метод ближнепольной сканирующей’ оптической микроскопии (БСОМ) может использоваться не только для исследования поверхности материала, но и для ее модификации (НР-НАоцгарЬу). Большие перспективы использования метода ближнепольной литографии возможно реализовать для сверхплотной записи информации и при создании приборов-наноэлектроники. В ряде случаев для реализации данного метода необходимо использовать фоторезист, что дает возможность получения рисунка с размером минимального разрешающего элемента ~ 100 нм [64] вследствие быстрого уменьшения коэффициента прохождения оптического излучения через зонд.