Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

تلفيق منطقة كبيرة قائمة بذاتها سامسونج بوليمر أفلام

Published: June 3, 2015 doi: 10.3791/52832

Introduction

وتستخدم الأفلام البلاستيكية ورقيقة قائمة بذاتها في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك أجهزة الاستشعار، 1-3 ممس، الحفز أو الترشيح، 4 وهندسة الأنسجة. 5-8 كما أنها تستخدم للدراسات الأساسية استكشاف سلوك البوليمرات تحت الحبس. 9- 13 فيلم قائم بذاته هو واحد معتمد على ركيزة غير مستمرة مثل حلقة حلقية أو طارة بدلا من رقاقة السيليكون أو شريحة زجاجية. يصف هذا العمل إجراء بسيط ويمكن تكرارها لتصنيع سامسونج والأفلام البلاستيكية وقائمة بذاتها التي هي مناسبة للأفلام مساحة واسعة أو إنتاج عالية الإنتاجية. وهو متوافق مع مجموعة متنوعة من البوليمرات المختلفة، بما في ذلك بولي (فينيل الرسمي)، البوليسترين، وبولي (ميتاكريليت الميثيل). ويمكن استخدامه لصنع الأفلام بذاتها التي هي كبيرة مثل 13 سم القطر أو رقيقة مثل 10 نانومتر.

تصنيع البوليمرات قائم بذاته يتكون من ثلاث خطوات أساسية: 1) دeposition من فيلم البوليمر على ركيزة التقليدية مثل رقاقة أو شريحة، 2) إطلاق سراح أو الاقلاع من الفيلم من الركيزة، و3) القبض على الفيلم الناتج على الدعم. تفاصيل هذه الورقة إجراء من شأنه أن ذكرنا في دراسة سابقة على أساليب الإفراج المختلفة. 14

لا يمكن أن يتحقق ترسب من قبل أي عدد من التقنيات الأساسية البوليمر رقيقة فيلم مثل تدور طلاء، ترسب البخار، أو تراجع الطلاء. في هذا العمل، نحن نستخدم تقنيات تدور طلاء القياسية.

و"تعويم خارج المصعد على" الأسلوب هو الأسلوب الأكثر شيوعا للإفراج عن فيلم سامسونج من ركيزة لها. 15 في هذه التقنية، الفيلم، والركيزة مغمورة في حمام مذيب مناسب. المذيب تتضخم الفيلم، ويدفع التبطين عفوية، والإفراج عن الفيلم، والسماح لها أن تطفو على الجزء العلوي من الحمام. سمك الفيلم الحد الأدنى الذي يمكنسيتم الافراج عن استخدام المصعد خارج تطفو على يتحدد التوازن بين الطاقة تقشير بينية مع الطاقة السلالة التي يسببها الورم: 16

المعادلة 1 (1)

حيث L هو سمك الفيلم، ν و هي نسبة بواسون من الفيلم، وE هو معامل يونغ من الفيلم، ξ هو نسبة تورم في الفيلم، وγ هي الطاقة بينية من تقشير. الطريقة النموذجية لتجاوز قيود التي تفرضها المعادلة (1) هو إيداع البينية الأضاحي بين الفيلم والركيزة الترسيب. 17-20 عندما يذوب هذا البينية في حمام المذيبات، والإفراج عن الفيلم، ويمكن الحصول عليها على الدعم . وهناك طريقة ذات الصلة هو الأسلوب overlayer القرباني، الذي يستخدم التقشير الميكانيكي للفيلم على طبقة العلاقات العامة الأضاحيIOR إلى حل. 21

استخدام المواد فداء لديها العديد من العوائق الرئيسية. أولا، من خلال إضافة مواد عملية إضافية وخطوة قد تتطلب حلا وسطا بين أفضل الظروف فيلم تلفيق وشروط تجهيز المواد فداء. ثانيا، قد تكون المواد الأضاحي الصعب الودائع دون التأثير على الخواص الميكانيكية أو نقاء الفيلم قائم بذاته النهائي. ثالثا، يجب أن يكون الأمثل عملية إيداع المواد الأضاحي ومراقبة للجودة باعتبارها عملية في العام بذاتها فيلم تلفيق. 14

في هذا العمل، وصفنا تقنية تعديل السطح أن يقلل من الطاقة تقشير بينية، مما يساعد على رفع خارج تطفو على تقنية لاستخدامها في الأفلام سامسونج. يتم تعديل الركيزة ترسب عن طريق تجميع ذاتي محدود،-تحسين الذات بالقرب من أحادي الطبقة من كلوريد polycation polydiallyldiammonium (PDAC). بسببقوة الربط بين polycation والركيزة، هذا التعديل سطح قوي لخطوات عملية لاحقة. طبيعة الذاتي الحد وتحسين الذات من تشكيل شبه أحادي الطبقة يتطلب عمليا الصفر الأمثل وغير قابلة بسهولة إلى مناطق واسعة.

بعد إزالة، الفيلم يتحرك إلى الجزء العلوي من الحمام المذيبات حيث تم القبض على دعم مثل طوق. في حين لم تعط اهتماما كبيرا في الأدب موجود في هذا العمل سنقوم بشرح التقنيات لالتقاط أفلام مساحة واسعة على الدعم الذي يقلل من احتمال حدوث تمزق أو تلف وإلا فإن الفيلم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. إعداد الحل

  1. تصفية 60 غرام من إيثيل اللاكتات باستخدام حقنة ومرشح حقنة 0.20 ميكرون. إضافة 0.3 غرام من البولي فينيل الرسمي لاكتات الإيثيل. ضع المحلول في الفرن على 50 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. هز قارورة برفق لمعرفة ما إذا كان حل البوليمر تماما.
    1. إذا كان هذا الحل غائما أو يظهر عدم تجانس البصري لا يزال، والعودة القارورة إلى الفرن لمدة 2 ساعة أخرى. هذا هو وصفة للتوصل إلى حل البوليمر 0.5٪ بالوزن، والتي عادة ما تستخدم لسمك الفيلم حوالي 30 نانومتر. حلول مع المحتوى العالي من الوزن البوليمر يمكن استخدامها للأفلام سمكا.
  2. يعد حل PDAC التي تزن 1.0 غرام من PDAC كاشف في 20 مل قارورة حجمية وملء القارورة إلى خط القياس مع منزوع الأيونات (DI) المياه. دوامة الحل بلطف قبل نقلها إلى وعاء تخزين.

2. إعداد الركيزة

  1. الحذر. صب 60 مل من حامض الكبريتيك المركزحمض إلى بيئة نظيفة 250 مل دورق. إضافة ببطء 20 مل من 30٪ بيروكسيد الهيدروجين. الانتظار حتى تهدأ دخن، ثم دوامة الحل بلطف. والحل والكأس تصبح ساخنة جدا وخليط غير قابلة للتآكل.
  2. وضع 150 ملم طبق بتري على طبق ساخن وتسكب مادة حمضية على الطبق. تعيين لوحة الساخن إلى 100 درجة مئوية.
    1. وضع رقاقة 4 'السليكون في حامض مع الجانب المصقول يصل. دفع بلطف رقاقة لأسفل في الوسط مع زوج من ملاقط للتأكد من ترطب السطح بأكمله. ترك الرقاقة في الحامض لمدة 30 دقيقة.
  3. إزالة الرقاقة من الحامض مع زوج من ملاقط وشطف الأمامي والخلفي من الرقاقة بالماء DI من زجاجة بخ. يجب الماء خارج الميزانية في نمط منتظم. تجفيف رقاقة في مقعد نظيفة.
  4. شطف المتاح حقنة 3 مل و 0.2 ميكرون التصفية الأولى مع الماء DI ثم بمحلول PDAC عن طريق رسم السائل في الحقنة، تركيب فلتر، ون دفع السائل من خلال التصفية.
  5. جبل رقاقة تنظيفها في المغطي تدور. وضع 1،0-1،2 مل من محلول PDAC في حقنة والاستغناء ذلك على الرغم من مرشح على منتصف الرقاقة. تدور في 4000 دورة في الدقيقة لمدة 15 ثانية، ثم نقل الرقاقة لوحة الساخنة (مسخن الى 50 درجة مئوية)، والسماح لها الجلوس لمدة 30 ثانية.
  6. شطف طبقة PDAC المجففة قبالة مع الماء DI، والسماح للرقاقة الجافة في مقاعد البدلاء النظيفة.

تصنيع 3. السينمائي

  1. وضع رقاقة الجاف PDAC المعاملة على المغطي تدور.
  2. شطف المتاح حقنة 3 مل و 0.45 ميكرون فلتر مع حل إيثيل اللاكتات استخدام الإجراء المنصوص عليه 2.4).
  3. إيداع 2.5 مل من محلول إيثيل اللاكتات من خلال فلتر مع حقنة في منتصف رقاقة وتدور لمدة 10 ثانية في 200 دورة في الدقيقة، ثم لمدة 3 ثانية في 1700 دورة في الدقيقة (التي تعتمد على المطلوب سمك الفيلم). يجب أن يكون هناك فيلم السائل موحد على الرقاقة.
  4. السماح للفيلم الجافة في المغطي تدورحتى يجف بشكل واضح (عادة 10-15 دقيقة)، ثم وضعه على موقد (مسخن الى 50 درجة مئوية) لمدة 10 دقيقة.
  5. الزهر والأفلام إلى مربعات صغيرة لإطلاقه، وعادة 2 سم × 2 سم، ولكن يمكن أن تكون أكبر، وهذا يتوقف على حجم حامل الأفلام المستخدمة (3.5.1-3.5.2). بدلا من ذلك، جعل اثنين من الكتبة لdelaminating فيلم رقاقة الحجم (3.5.3).
    ملاحظة: أصحاب الفيلم القياسية هي 19 × 19 مم، مع فتحة دائرية من 13 مم في الوسط. للأفلام رقاقة الحجم، استخدم طوق الأسلاك (على سبيل المثال، أسلاك الفولاذ المقاوم للصدأ شكلت في دائرة) مع قطر التي هي 1 "أصغر من الرقاقة. يتم اختيار فتحة دائرية لأن الأفلام سوف تمتص عادة المياه اثناء الاقلاع وتنتفخ. كما الأفلام الجافة على حامل، تتم إزالة الماء وسوف يتقلص الفيلم. فتحة دائرية تسمح حتى توزيع الإجهاد.
    1. وضع رقاقة على قالب القطع. استخدام قالب مربع الذي تعتمد عليه كل حواف هي اطول من رقاقة لمنع البريد التواليDGE استخدامها لتوجيه شفرة خلال يخدش من لمس الرقاقة. بمناسبة حواف في فترات سم 2 للاسترشاد بها في وضع حافة مستقيمة أثناء التكعيب. دفع رقاقة ضد اثنين من الحواف لمحاذاته.
    2. ضع حافة مستقيمة على طول علامتي المحاذاة، واستخلاص شفرة حلاقة بلطف على طول حافة مستقيمة على الكاتب الفيلم. مارست الولايات المتحدة ضغوطا للاحتفال الفيلم، ولكن ليس كثيرا للاحتفال الرقاقة نفسها وإنتاج الجسيمات. على الأفلام سمكا، فإن خط القطع تكون مرئية بشكل واضح.
    3. لاطلاقه فيلم في قطعة واحدة من الرقاقة، الكاتب حافة رقاقة بشفرة حلاقة. بين الشقق اثنين على رقاقة، الكاتب قطاع واسع بما فيه الكفاية لكبح الرقاقة على الرف وترس.
  6. ملء طبق مم 190 × 100 الثقافة بالماء DI. المشبك رقاقة من شقة كبيرة لجريدة وترس محمولة إلى مرحلة الميل وخفض ببطء في الماء DI. الفيلم يجب فصل من الرقاقة عند خط المياه.
    1. مواصلة خفض WAFإيه بمعدل يعطي الفيلم ما يكفي من الوقت لفصل من الرقاقة، بدلا من دفع اجهة انطلاقه تحت خط الماء. عندما الصف الأول من الساحات وبعيدة عن رقاقة وتطفو على السطح، وقفة تخفيض الرقاقة. لفيلم رقاقة الحجم، لا تزال تخبط الرقاقة حتى يفصل الفيلم تماما.
    2. تزج رأس صاحب فيلم في الماء وتحريكه تحت الفيلم. يصطف حافة مقبض طارة مع إحدى حواف فيلم وتلمس طارة مع الفيلم. في حال نجاحها، فإن الفيلم التمسك السلة.
      1. لفيلم رقاقة الحجم، وضع طوق الأسلاك تحت القسم مكتوب، مجرد سنتيمتر بعيدا عن الحافة. تأكد من أن طارة يتركز تحت الفيلم قبل البدء في التقاط، والحفاظ على بعض المسافة بين حافة فيلم وطارة الحافة حتى أن الفيلم يمكن أن يلتف حول طارة وأضعاف مرة أخرى على نفسه.
    3. سحب الطوق ببطء من الماء في أحدزاوية 35 درجة. رفع الفيلم من الماء ببطء شديد.
      ملاحظة: للحصول على أفلام أقل من 20 نانومتر سميكة، وزيادة زاوية بعد أن تم سحب نحو نصف الفيلم من المياه إلى ما يقرب من 90 درجة (أي طبيعية على سطح الماء) لتجنب سحب الفيلم من خلال حامل. عند تغيير انتشال زاوية، أن تفعل ذلك ببطء لتجنب سحب الفيلم من خلال الطوق.
    4. عندما يتم سحب الطوق بالكامل، وضعه إلى جانب لتجف. تأكد من أن الجزء السفلي من طارة خال من قطرات قبل وضع طوق إلى أسفل، واستخدام سطح منحن (مثل علبة رقاقة) لتجنب خلق ختم السائل بين طارة والسطحية.
    5. إذا بقيت الساحات أكثر مكتوب على الرقاقة، ومواصلة تخفيض رقاقة في الماء وكرر الخطوات 3.6.1-3.6.4 أعلاه لالساحات المتبقية.
    6. السماح للأفلام الجاف O / N.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ويبين الشكل 1 مثال على فيلم البوليمر رقيقة خالية من يقف على مساحة واسعة. كانت ملفقة هذا 55 نانومتر البولي فينيل سميكة فيلم رسمي باستخدام الإجراء الموضح هنا وهي التي شنت على 13 سم، وقطره الصلب الطوق. والتبطين يحدث على مساحات واسعة دون إدخال العيوب التي تؤدي إلى تمزيق الفيلم. وهكذا، فإن القوة الجوهرية للpolyvinylformal يمكن استغلالها حتى بالنسبة للأفلام رقيقة جدا. يبين الشكل 2 22 نانومتر فيلم قائم بذاته السميك الذي هو قوي بما يكفي لتكون محملة الزجاج ووتش والنحاس الخرز التي تزن> 3x10 5 مرات كتلة الفيلم نفسه. الطيفية ellipsometry يمكن استخدامها لتأكيد سمك الفيلم قائما بذاته. ويبين الشكل 3 بيانات ellipsometric لفيلم 8.0 نانومتر. السطوح السيليكون تعامل مع PDAC يمكن استخدامها عدة مرات لفيلم التبطين. الأشعة السينية الضوئية الطيفي (XPS) الأطياف في الشكل (4) تبين أن deposi مرة واحدة تيد، يتم إرفاق PDAC بقوة على السطح ولم تتم إزالة أثناء إجراء عملية شد قبالة.

الشكل 1
الشكل 1. 55 نانومتر البولي فينيل سميكة فيلم رسمي شنت على 13 سم من الصلب قطرها طوق. أعيد طبعها بإذن من [14]. حقوق الطبع والنشر 2014 الجمعية الكيميائية الأمريكية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 2
الشكل 2. 22 نانومتر سميكة، 13 سم قطر فينيل فيلم الرسمي محملة الزجاج ووتش والخرز والنحاس. الكتلة الكلية بدعم من الفيلم هو 10.5 غرام، في حين تشير التقديرات إلى أن كتلة الفيلم ليكون 0.336 ملغ.32 / 52832fig2large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> اضغط هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

يستند العلاج الركيزة PDAC على الذاتي الحد التفاعلات كهرباء، وهذا يعني ركائز من أي حجم يمكن علاجه بسهولة شريطة أن تكون سالبة الشحنة (على سبيل المثال، والسيليكون أو الزجاج). أرقام 1-2 يبين الأغشية الرقيقة كبيرة جدا (تصل إلى 13 سم في القطر) ملفقة باستخدام هذا البروتوكول، مع التغيير الوحيد هو حجم الكواشف المستخدمة. يظهر حجم تحقيقه في نهاية المطاف إلى أن قلة فقط من ترسب والتبطين المعدات أو قوة في نهاية المطاف من البوليمرات المستخدمة لصنع هيكل قائم بذاته. في حين أن الأول هو بوضوح قضية عملية، وهذه الأخيرة ليست انعكاسا بسيطا للقوة الذاتية من البوليمر. لقد وجدنا أن معدل التبخر خلال طلاء تدور واختيار المذيبات - ضمن عوامل أخرى - يمكن تحديد قوة الفيلم (لا تظهر البيانات). في خطوة حاسمة في إنتاج أفلام خالية من العيوب على مساحات واسعة هو الإجراء الاقلاع هو موضح في 3،5-3،6 ط ن الإجراء ويظهر في شريط الفيديو. التبطين دقيق للفيلم البوليمر رقيقة يضمن أن الدموع أو الثقوب لا تشكل في الجمعية خالية من يقف النهائي.

والتبطين التي يسببها الورم من الأفلام البلاستيكية ورقيقة من الركيزة ترسبها محدودة من الطاقة السلالة في الفيلم منتفخة. هذه النتائج قيود في الحد الأدنى للسمك الذي يمكن delaminated كما يتضح من المعادلة (1)، وهو الحد الذي عادة ما يتم التحايل عليها من خلال استخدام مواد فداء. في بروتوكول الموصوفة هنا، أي مواد الأضاحي ضرورية لأن الطاقة تقشير بينية قد خفضت من قبل PDAC-تعديل الركيزة الترسيب. باستخدام هذه التقنية، لدينا delaminated أفلام البولي فينيل رسمية رقيقة مثل 8 نانومتر، وهو عامل من عشرة أرق من ما هو ممكن من دون علاج PDAC. ويرد على قياس ellipsometric من فيلم 8 نانومتر قائمة بذاتها في الشكل (3).

هين صفحة = "دائما"> الشكل (3)
الشكل 3. بيانات طيفية ellipsometric على فيلم قائم بذاته جمعها عند 65 درجة و 70 درجة مئوية، و 75 درجة زوايا السقوط. بالنسبة لكل من ψ وδ، منحنيات 65 °، 70 ° و 75 ° مرتبة أسفل إلى أعلى . يتم إنشاؤها نوبات نموذج باستخدام برنامج ellipsometric قياسي باستخدام كومة كوشي-باطلة. سمك أفضل مناسبا لهذا الفيلم هو 8.0 نانومتر. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

وPDAC غير فعال لأنه يقلل من الطاقة تقشير بينية بين الركيزة ترسب والبوليمر. أنها ليست طبقة الأضاحي، كما يتضح من XPS الأطياف في الشكل 4 يظهر وجودها على الركيزة ترسب قبل وبعد التبطين على حد سواء. في الواقع، وتعامل مرة واحدة مع PDAC، ل ويمكن استخدام الركيزة لإيداع وdelaminate أفلام عدة مرات (على الأقل ما يصل إلى عشرة) من دون أي تغيير ملحوظ في الأداء. هي ملزمة قوية من PDAC إلى الركيزة يرجع إلى تفاعل كهرباء قوي بين متضاعف الكتروليتي موجبة الشحنة والركيزة السيليكون سالبة الشحنة. 22،23

الرقم 4
الرقم 4. الأشعة السينية الضوئية الطيفي (XPS) البيانات من رقائق المغلفة مع PDAC قبل وبعد الاقلاع. الطيف هو دون تغيير إلى حد كبير، مشيرا إلى أن قليلا إذا تمت إزالة أي PDAC خلال العملية. الدوائر المفتوحة البيانات والخطوط المتقطعة هي القمم المكونة من السندات CN وCC. خط أسود خالص هو منحنى يغلف. منحنى المرجع هو سميك (~ 20 نانومتر) فيلم PDAC. أعيد طبعها بإذن من [14]. حقوق الطبع والنشر 2014 الجمعية الكيميائية الأمريكية.: //www.jove.com/files/ftp_upload/52832/52832fig4large.jpg "الهدف =" _ فارغة "> اضغط هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

على الرغم من التزامه القوي ملزم الركيزة، وPDAC يربط ضعيفة فقط إلى طبقة رقيقة من البوليمر المغطي. سلاسل الجانب أمين الرباعية من PDAC المرجح أن يحد من التفاعل بين الركيزة المعالجة وفيلم البوليمر إلى ضعف قوى فان دير فال، وآلية التي تنطبق على عدد من مختلف الأفلام البلاستيكية ورقيقة. وقد استخدمنا بروتوكول صفها هنا لdelaminate وافتعال قائمة بذاتها أفلام رقيقة من polystsyrene (PS)، ميتاكريلات (PMMA)، والبولي فينيل بوتيرال. وصفات لإعداد الحلول والمعلمات تدور طلاء يمكن العثور على PS وPMMA. 24 ونحن نتوقع أن هذا الإجراء يمكن تعميمها على أنظمة البوليمر الأخرى كذلك، على الرغم من أنه من غير المرجح أن تعمل من أجل متعددة الطبقات متضاعف الكتروليتي أو بوليمرات الحمضية ويرجع ذلك جزئيا إلى إمكانية لبيندي قوينانوغرام إلى الركيزة PDAC المعاملة. يجب أيضا أن يتم تنفيذ الإجراء الاقلاع تحت درجة الحموضة والظروف الأيونية التي سوف لا إزالة PDAC من الركيزة ولا تضر فيلم البوليمر أن delaminated.

ويمثل هذا البروتوكول بديلا هاما لاستخدام المواد الأضاحي، وهو الحالة الراهنة للفن للإفراج عن الأفلام البلاستيكية وسامسونج من ركائز الخاصة بهم. لم يعد مطلوب الأمثل منفصل من ترسب المواد الأضاحي، ومعاملة PDAC الذاتي الحد هو تحجيم بسهولة إلى مناطق واسعة كما هو موضح هنا. لقد وجدنا أن الأفلام التي انتجت باستخدام underlayers الأضاحي عرض خصائص قوة المتدهورة. و14 هذا البروتوكول تمكين الباحثين من التحرك خطوة واحدة أقرب إلى التحقيق الخواص الميكانيكية الجوهرية حقا من البوليمرات قائمة بذاتها وكذلك التطبيقات في المواد الحيوية أو الترشيح التي تتطلب مساحة كبيرة رقيقة الأفلام.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

Acknowledgments

تتم تحت إشراف وزارة الطاقة في الولايات المتحدة من قبل مختبر لورانس ليفرمور الوطني بموجب عقد DE-AC52-07NA27344 هذا العمل.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Vinylec E SPI
ethyl lactate, >98%, FCC, FG Sigma-Aldrich W244007-1KG-K
4" silicon wafers <100>, Single side polished International Wafer Service
sulfuric acid, 98%, ACS reagent grade Sigma-Aldrich 320501-6X500ML
hydrogen peroxide, 30%, semiconductor grade Sigma-Aldrich 316989-3.7L
isopropanol, ACS grade, 4 L Fisher Scientific A464-4
dichloromethane, ACS grade Alfa-Aesar 22917
deionized water, distilled
PDAC reagent (Sigma-Aldrich 409014) Sigma-Aldrich 409014
Spin Coater Laurell Technologies  WS-650-23
Barnstead/Thermolyne Super Nuova explosion-proof hot plate 
explosion-proof forced air oven VWR  1330 FMS 
balance with a range of 1 mg to 1,020 g Mettler Toledo MS1003S
reflectance spectrometer Filmetrics F20-UV
manipulator consisting of a Klinger tilt stage, a Brinkman rack-and-pinion and a lab jack 
Cutting tool/template, LLNL-built, no drawings
straight edge, LLNL, no drawings
Tent hoop, LLNL
culture dish 190 mm x 100 mm, Pyrex VWR
20 ml beaker, Pyrex VWR
250 ml beaker, Pyrex VWR
1,000 ml beaker, Pyrex VWR
60 ml glass vial with plastic stopper  VWR
Petri dish, 150 mm diameter x2, Pyrex VWR
600 ml beaker x2, Pyrex VWR
tweezers, stainless steel
cutting blade Exacto
clean room wipes Contec  PNHS-99
polyester knit 9/91 IPA/DI water wipes Contec  Prosat 
Fluoroware wafer trays Ted Pella 1395-40
Nylon Micro fiber (camel hair)
Disposable BD 3-ml plastic syringe VWR
0.2 μm Luer-lock PTFE filters Acrodisc 
0.45 μm Luer-lock PTFE filters Acrodisc 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Cheng, W., Campolongo, M. J., Tan, S. J., Luo, D. Freestanding ultrathin nano-membranes via self-assembly. Nano Today. 4, 482-493 (2009).
  2. Greco, F., et al. Ultra-thin conductive free-standing PEDOT/PSS nanofilms. Soft Matter. 7, 10642-10650 (2011).
  3. Matsui, J., Mitsuishi, M., Aoki, A., Miyashita, T. Molecular Optical Gating Devices Based on Polymer Nanosheets Assemblies. J. Am. Chem. Soc. 126, 3708-3709 (2004).
  4. Ulbricht, M. Advanced functional polymer membranes. Polymer. 47, 2217-2262 (2006).
  5. Fujie, T., et al. Robust Polysaccharide Nanosheets Integrated for Tissue-Defect Repair. Adv. Funct. Mater. 19, 2560-2568 (2009).
  6. Okamura, Y., Kabata, K., Kinoshita, M., Saitoh, D., Takeoka, S. Free-Standing Biodegradable Poly(lactic acid) Nanosheet for Sealing Operations in Surgery. Adv. Mater. 21, 4388-4392 (2009).
  7. Sreenivasan, R., Bassett, E. K., Hoganson, D. M., Vacanti, J. P., Gleason, K. K. Ultra-thin gas permeable free-standing and composite membranes for microfluidic lung assist devices. Biomaterials. 32, 3883-3889 (2011).
  8. Wan, L. -S., Liu, Z. -M., Xu, Z. -K. Surface engineering of macroporous polypropylene membranes. Soft Matter. 5, 1775-1785 (2009).
  9. Alcoutlabi, M., McKenna, G. B. Effects of confinement on material behaviour at the nanometre size scale. Journal of Physics-Condensed Matter. 17, R461-R524 (2005).
  10. Ellison, C. J., Torkelson, J. M. The distribution of glass-transition temperatures in nanoscopically confined glass formers. Nature Materials. 2, 695-700 (2003).
  11. Priestley, R. D., Ellison, C. J., Broadbelt, L. J., Torkelson, J. M. Structural relaxation of polymer glasses at surfaces, interfaces and in between. Science. 309, 456-459 (2005).
  12. Si, L., Massa, M. V., Dalnoki-Veress, K., Brown, H. R., Jones, R. A. L. Chain entanglement in thin freestanding polymer films. Phys. Rev. Lett. 94, (2005).
  13. Torres, J. M., Stafford, C. M., Vogt, B. D. Elastic Modulus of Amorphous Polymer Thin Films: Relationship to the Glass Transition Temperature. Acs Nano. 3, 2677-2685 (2009).
  14. Baxamusa, S. H., et al. Enhanced Delamination of Ultrathin Free-Standing Polymer Films via Self-Limiting Surface Modification. Langmuir. 30, 5126-5132 (2014).
  15. Buck, M. E., Lynn, D. M. Free-Standing and Reactive Thin Films Fabricated by Covalent Layer-by-Layer Assembly and Subsequent Lift-Off of Azlactone-Containing Polymer Multilayers. Langmuir. 26, 16134-16140 (2010).
  16. Freund, L. B., Suresh, S. Thin Film Materials: Stress, Defect Formation and Surface Evolution. , Cambridge University Press. (2003).
  17. Dubas, S. T., Farhat, T. R., Schlenoff, J. B. Multiple Membranes from “True” Polyelectrolyte Multilayers. J. Am. Chem. Soc. 123, 5368-5369 (2001).
  18. Linder, V., Gates, B. D., Ryan, D., Parviz, B. A., Whitesides, G. M. Water-soluble sacrificial layers for surface micromachining. Small. 1, 730-736 (2005).
  19. Mamedov, A. A., Kotov, N. A. Free-Standing Layer-by-Layer Assembled Films of Magnetite Nanoparticles. Langmuir. 16, 5530-5533 (2000).
  20. Ono, S. S., Decher, G. Preparation of Ultrathin Self-Standing Polyelectrolyte Multilayer Membranes at Physiological Conditions Using pH-Responsive Film Segments as Sacrificial Layers. Nano Lett. 6, 592-598 (2006).
  21. Stroock, A. D., Kane, R. S., Weck, M., Metallo, S. J., Whitesides, G. M. Synthesis of Free-Standing Quasi-Two-Dimensional Polymers. Langmuir. 19, 2466-2472 (2002).
  22. Kriz, J., Dybal, J., Kurkova, D. Cooperativity in macromolecular interactions as a proximity effect: NMR and theoretical study of electrostatic coupling of weakly charged complementary polyions. J. Phys. Chem. B. 107, 12165-12174 (2003).
  23. Krogman, K. C., Zacharia, N. S., Schroeder, S., Hammond, P. T. Automated Process for Improved Uniformity and Versatility of Layer-by-Layer Deposition. Langmuir. 23, 3137-3141 (2007).
  24. Hall, D. B., Underhill, P., Torkelson, J. M. Spin coating of thin and ultrathin polymer films. Polymer Engineering & Science. 38, 2039-2045 (1998).

Tags

الكيمياء، العدد 100، أفلام سامسونج، قائمة بذاتها، تعديل السطح، والبوليمرات، واسعة المجال، تلفيق
تلفيق منطقة كبيرة قائمة بذاتها سامسونج بوليمر أفلام
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Stadermann, M., Baxamusa, S. H.,More

Stadermann, M., Baxamusa, S. H., Aracne-Ruddle, C., Chea, M., Li, S., Youngblood, K., Suratwala, T. Fabrication of Large-area Free-standing Ultrathin Polymer Films. J. Vis. Exp. (100), e52832, doi:10.3791/52832 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter