Micropunching litografia per la generazione di Micro-e submicroniche modelli sul Polymer Substrati
Summary
Un approccio litografia micropunching è sviluppato per generare micro-e submicroniche modelli sopra, fianchi e superfici di fondo di polimero substrati. Esso supera gli ostacoli patterning di polimeri conduttori e generare modelli laterali. Questo metodo permette una rapida realizzazione di funzioni multiple ed è libero di chimica aggressiva.
Abstract
Polimeri conduttori hanno attirato grande attenzione dal momento che la scoperta di alta conducibilità in poliacetilene drogato nel 1977 1. Essi offrono i vantaggi di peso ridotto, facile sartoria di proprietà e un ampio spettro di applicazioni 2,3. Grazie alla sensibilità dei polimeri conduttori alle condizioni ambientali (ad esempio, aria, soluzioni di ossigeno, umidità, temperatura elevata e chimica), tecniche litografiche presentano notevoli sfide tecniche quando si lavora con questi materiali 4. Ad esempio, gli attuali metodi fotolitografiche, come ultravioletta (UV), sono inadatti per patterning i polimeri conduttori a causa del coinvolgimento dei processi di attacco chimico ad umido e / o secco in questi metodi. Inoltre, le attuali micro / nanosistemi hanno principalmente una forma planare 5,6. Uno strato di strutture è costruito sulle superfici superiori di un altro strato di caratteristiche fabbricati. Più livelli di queste strutture sono impilati insieme per formare su numerosi dispositiviun substrato comune. Le superfici laterali delle microstrutture non sono stati utilizzati in dispositivi costruzione. D'altra parte, i modelli laterali potrebbe essere utilizzato, ad esempio, di costruire 3-D circuiti, modificare canali fluidici e diretto crescita orizzontale di nanofili e nanotubi.
Un metodo macropunching è stato applicato nel settore della produzione di creare macropatterns in lamiera da oltre cento anni. Motivati da questo approccio, abbiamo sviluppato un metodo di litografia micropunching (MPL) per superare gli ostacoli di patterning polimeri conduttori e la generazione di modelli laterali. Come il metodo macropunching, la MPL comprende inoltre due operazioni (Fig. 1): (i) di taglio, e (ii) disegno. L'operazione di "taglio" è stato applicato al modello tre polimeri conduttori 4, polipirrolo (PpY), poli (3,4-ethylenedioxythiophen)-poli (4-styrenesulphonate) (PEDOT) e polianilina (PANI). È stato anche impiegato per creare microstrutture Al 7. Le microstrutture fabbricate di polimeri conduttori sono stati usati come umidità 8, chimica 8, e glucosio sensori 9. Microstrutture combinati di Al e polimeri conduttori sono stati impiegati per fabbricare condensatori e eterogiunzioni vari 9,10,11. L'operazione di "taglio" è stato applicato anche per generare i modelli inferiori al micron, come la 100 – e le linee PpY da 500 nm a livello, nonché 100-nm a livello fili Au. L'operazione di "disegno" è stato impiegato per due applicazioni: (i) produzione di modelli di Au laterali in polietilene ad alta densità (HDPE), canali che potrebbero essere utilizzati per la costruzione di microsistemi 3D 12,13,14, e (ii) fabbricare polidimetilsilossano (PDMS) micropillars su substrati HDPE per aumentare l'angolo di contatto del canale 15.
Protocol
Discussion
Risoluzione dei problemi di informazioni: i punti critici per quanto riguarda la generazione di microdisegnature single-e multi-strato di polimeri conduttori e metalli usando l'operazione di "taglio": (1) Temperatura di goffratura assicura fluidità dello strato intermedio PMMA che genera i risultati ottimali. Si consiglia di avviare al limite inferiore dell'intervallo di temperatura e aumentare gradualmente se i risultati desiderati non sono raggiunti. Troppo alta temperatura possono …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato finanziato in parte attraverso NSFDMI-0508454, NSF / LEQSF (2006)-Pfund-53, NSF-CMMI-0811888, e NSF-CMMI-0900595 sovvenzioni.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| PMMA | Sigma-Aldrich Co. | 495C9 | The solvent is cholorobenzene. Handle PMMA solution under a fume hood with adequate ventilation. Do not breathe the vapor. Refer to MSDS for safe handling instructions. |
| PPy | Sigma-Aldrich Co. | — | 5% by weight in water. Used as received. |
| PEDOT-PSS | H. C. Starck Co. | Baytron P HC V4 | Proprietary solvent. Used as received. |
| SPANI | Sigma-Aldrich Co. | — | Water soluble form. Used as received. |
| Hot embossing machine | JenoptikMikrotechnik Co. | HEX 01/LT | |
| Sputter machine | Cressington Co. | 208HR | |
| FIB machine | Zeiss Co. | FIB Crossbeam 1540 XB | |
| Spin coater | Headway Reseach Co. | PWM32-PS-R790 Spinner System | |
| RIE machine | Technics MicroRIE Co. | — | |
| Photoresist | Shipley Co. | S1813 | |
| PDMS | Dow Corning | Sylgard 184 Silicone elastomer kit | |
| HDPE sheet | US Plastic Incorporate | — | |
| PMMA sheet | Cyro Co. | — | |
| Double-sided adhesive tape | Scotch Co. | — | |
| Single-sided tape | Delphon Co. | Ultratape # 1310 | |
| Glass micropipettes | FHC Co. | 30-30-1 | |
| Clip | Office Depot Co. | Bulldog clip | |
| Humidifier | Vicks Co. | Filter free humidifier |
References
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