基于AFM的软光刻三维纳米模板的纳米加工及质量检验

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 15:49
文章英文标题
AFM-Based nanofabrication and quality inspection of three-dimensional nanotemplates for soft lithography
正文
软光刻技术是可扩展纳米制造中最有前途的纳米制造技术之一。它使用灵活的模具或邮票,以低成本和快速的方式在平面和曲面上制作极高分辨率的纳米图案。尽管二维软光刻已被广泛的研究和应用于一些应用,但利用原子力显微镜( AFM )制备的纳米尺度三维图形进行三维软光刻的定量研究还很缺乏。本文通过实验验证了超声振动辅助AFM纳米加工在三维软光刻三维主纳米模板制备中的有效性。我们成功地应用了聚二甲基硅氧烷( PDMS )子模,从一个纳米级的三维主模板铸造,使用软光刻技术溶剂辅助微模压。此外,我们还研究了主纳米模板的质量和可重复使用性,以及PDMS模板的质量,通过自动成像配准算法量化体积差异。结果表明,对于第一、二女模铸造,轮廓简单的聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA )主纳米模板中存在零或少的PDMS残馀物,而对于第三铸造,则有7 %的残馀物。而且较复杂的母纳米模板显示出略高的残留水平。
文章内容(英文)
Soft lithography is one of the most promising nanofabrication technologies for scalable nanomanufacturing. It uses flexible molds or stamps to fabricate extremely high-resolution nanopatterns in a low cost and rapid fashion on both flat and curved surfaces. Although two-dimensional soft lithography has been widely investigated and applied for some applications, there is a lack of quantitative research on using nanometer scale 3D patterns fabricated by atomic force microscope (AFM) for 3D soft lithography. In this paper, we demonstrated the effectiveness of ultrasonic vibration assisted AFM-based nanomachining in fabricating 3D master nanotemplates for 3D soft lithography. We successfully applied Polydimethylsiloxane (PDMS) daughter molds, casted from a nanometer scale 3D master template, using a soft lithography technique solvent-assisted micromolding. In addition, we investigated the quality and reusability of the master nanotemplates, and the quality of the PDMS patterns by quantifying the volume differences using an automatic imaging registration algorithm. Results show that there are zero or little PDMS residuals in the polymethyl methacrylate (PMMA) master nanotemplate with a simple contour for the first and second daughter mold casting, but 7% residuals for the third casting. And a more complex master nanotemplate shows slightly higher residual levels.
来源出处
Journal|[J]Journal of Manufacturing ProcessesVolume 66, 2021. PP 565-573
DOI
https://doi.org/10.1016/J.JMAPRO.2021.04.051

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