质子束写入

摘要 聚二甲基硅氧烷( PDMS )是一种硅橡胶，具有良好的柔韧性、光学透明性和生物相容性。因此，在硅玻璃等透明材料上制备柔性微光学元件，可以为微流控领域的应用提供可能。我们用质子束( PBW ) ( 1.0 MeV束)在硅玻璃上制备了具有曲面的PDMS微结构。我们发现，硅玻璃上13μm厚的PDMS薄膜仅对600 nC / mm2以上的质子注量敏感，而使用硅衬底时，对4.0 nC / mm2的质子注量敏感。基于PBW过程中硅玻璃表面充电导致有效灵敏度降低的假设，采用Au溅射的方法对硅玻璃表面进行镀膜。在2.0 nC / mm2的条件下，我们可以观察到金包硅玻璃上PDMS的形成。在半透明镀金硅玻璃上制备了高度为13 μm，直径为40 μm的弯曲PDMS结构阵列。

摘要 利用聚焦750 keV质子微束在聚二甲基硅氧烷( PDMS )薄膜中制备了用于干涉仪应用的马赫-曾德尔( MZ )光波导。在0.3 mm × 40 mm范围内，通过机械台和扫描微束精确控制样品的位置，形成嵌入MZ波导结构。在PDMS薄膜中成功嵌入了芯径为8 μm的MZ波导，其深度为18 μm。将MZ波导与中心波长为1550 nm的红外光纤激光器耦合，利用红外摄像机的透射光强图像进行了评价。结果表明，在PDMS中嵌入MZ波导结构实现了单点光的传输，这对于基于聚合物MZ波导构建光开关电路是必要的。

摘要 多孔膜广泛应用于细胞器分选、渗透细胞生长基质、等离子体过滤等微纳米流体领域。由于薄膜基材的机械稳定性差，传统的硅制备方法不适用于微孔膜。其他的离子轨道刻蚀技术仅限于制备孔径不均匀的随机分布、随机取向的孔隙。 本课题采用旋铸和软光刻相结合的方法，利用质子束流( PBW )技术制备了高透过率微孔膜。该方法利用聚焦2 MeV质子，在硅片上涂复SU-8层，由少µm大小的六边形高密度柱组成的光刻图形。开发完成后，采用聚对二甲苯( Parylene ) -C缓释剂薄膜和聚二甲基硅氧烷( PDMS )旋涂的方法对柱体进行均匀涂复。为了便于拆模，开发了一种基于激光切割密封圈的特殊工艺。该方法成功地实现了20μm厚PDMS膜从模具中分离出高密度微孔，无破裂和损伤。

In order to change the refractive index of polydimethylsiloxane (PDMS), TiO nanoparticles were added to obtain a TiO/PDMS composite. The refractive index of the PDMS composite increased by up to 0.008 by adding 1.0 wt% TiO nanoparticles to PDMS. By 1.0-MeV proton beam irradiation, the TiO/PDMS composite shows increased refractive index up to by 0.012 for 1.0 wt% TiO/PDMS composite with fluence of 100 nC/mm.