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方法文章

用于在聚合物基底上生成微米及亚微米级图案的微孔冲压光刻技术

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DOI：

10.3791/3725

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2012年7月2日

 ,  , 
1Mechanical and Aerospace Engineering, University of Texas at Arlington

本文内容

摘要

开发了一种微冲压光刻技术，用于在聚合物基底的顶面、侧壁和底面生成微米及亚微米级图案。该方法克服了导电聚合物图案化以及侧壁图案制备的难题，可实现多种结构的快速制造，且无需使用强腐蚀性化学试剂。

摘要

自1977年发现掺杂聚乙炔具有高导电性以来，导电聚合物引起了广泛关注1。这类材料具有质量轻、性能易于调控以及应用范围广泛等优势2,3。由于导电聚合物对环境条件（如空气、氧气、湿气、高温和化学溶液）敏感，因此在处理这些材料时，光刻技术面临显著的技术挑战4。例如，现有的光刻方法（如紫外光刻）因涉及湿法和/或干法刻蚀工艺，不适用于导电聚合物的图形化。此外，目前的微/纳系统主要采用平面结构5,6，即在已制备的下层结构表面逐层构建上层结构，通过多层堆叠在同一个基底上形成多种器件。微结构的侧壁表面尚未被用于器件构建。然而，侧壁图形可被用于例如构建三维电路、修饰微流道以及引导纳米线和纳米管的横向生长。

宏冲压技术在制造业中已应用百余年，用于在金属板材上制造宏观图案。受此方法启发，我们开发了一种微冲压光刻技术（MPL），以克服导电聚合物图案化及侧壁图案生成中的障碍。与宏冲压方法类似，MPL也包含两个操作步骤（图1）：（i）切割；（ii）拉伸成形。“切割”操作已用于对三种导电聚合物4——聚吡咯（PPy）、聚（3,4-乙烯二氧噻吩）-聚（4-苯乙烯磺酸盐）（PEDOT）和聚苯胺（PANI）——进行图案化，同时也用于制备铝微结构7。所制备的导电聚合物微结构已被用作湿度8、化学8和葡萄糖传感器9。铝与导电聚合物的复合微结构已被用于制造电容器及多种异质结9,10,11。“切割”操作还被用于生成亚微米级图案，例如100 nm和500 nm宽的PPy线以及100 nm宽的金线。“拉伸成形”操作则用于两个方面：（i）在高密度聚乙烯（HDPE）通道上制备金侧壁图案，可用于构建三维微系统12,13,14；（ii）在HDPE基底上制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）微柱，以增大通道的接触角15。

方案

A. MPL 示意图

宏冲压方法包括“切割”和“拉伸”两个操作。“切割”操作采用具有锐边凸起结构的模具，包含三个基本步骤（图1(a1-a3)）。第一步，将金属薄板放置在刚性基底上（图1(a1)）。第二步，通过施加高压力使硅模具与基底紧密接触。在此过程中，位于凸起模具结构正下方的金属部分首先被凸模结构从周围金属中切断，随后被压入基底中凹陷图案的底部（图1(a2)）。最后，将模具与基底分离，完成对金属薄板的图案化（图1(a3)）。“拉伸”操作采用类似的制备流程，但使用具有圆边凸起结构的模具（图1(b1)）。此外，施加的插入力和速度均显著小于“切割”操作中的对应参数。这些差异降低了金属薄板在凸起结构下方区域所受的应力，因此在“拉伸”操作中，该部分金属仅被下压而不会被切断（图1(b2-b3)）。

在MPL的“切割”操作中（图1(c1-c3)），(i) 将涂覆有一层中间聚合物和一层待打印材料的Si基底加热至中间聚合物的玻璃化转变温度（Tg：软化温度）以上，同时低于目标材料的Tm（熔点）或Tg（图1(c1)）；(ii) 在高压下使模具与基底发生物理接触，随后进行冷却（图1(c2)）；(iii) 当温度降至中间聚合物的Tg以下时将两者分离，从而完成从模具到目标层的图案转移（图1(c3)）。MPL的“绘制”操作（图1(d1-d3)）的制备步骤与“切割”类似。然而，“绘制”采用柔软的PDMS模具，并使用较小的插入力、较低的插入速度以及较高的打印温度（该温度可降低中间聚合物的黏度，从而提高其流动性）。因此，由于表面张力及中间聚合物的高流动性，基底表面顶部的结构会向上弯曲。Si模具可清洗后重复用于后续压印步骤。每次使用前可用丙酮和去离子水清洗模具，并用N2充分干燥。若模具的微结构中仍有残留物，可用Nanostrip溶液和去离子水清洗，再用N2干燥。

B. 在 MPL 中进行切割操作以生成金属和导电聚合物微图案

  1. 基底上的单层微结构：采用 图 1(c1-c3) 所示的步骤，在基底上生成一层微结构。在制备过程中，先在基底上涂覆一层中间聚合物，随后涂覆一层单一材料（导电聚合物或金属）或多种材料的层。因此，在热压印后，基底上形成由单一或多种材料构成的微结构层。具体制备步骤如下所述。
    1. 采用常规紫外光刻技术制备所需尺寸的硅模具（图 2a）。硅模具的制备细节已在文献4中报道。图 2(a1-a4) 展示了用于该工艺的硅模具布局。
    2. 使用尺寸为 500 μm × 170 mm × 170 mm 的非导电 PMMA 薄片作为中间层，并将其置于刚性平坦基底上。
      1. 制备单一材料的微结构：在 PMMA 薄片上旋涂导电聚合物（PPy、PEDOT 或 SPANI），或通过热蒸发沉积铝，厚度为 100–500 nm。
      2. 制备多种导电聚合物材料的微结构：在 PMMA 薄片的不同区域分别旋涂 PPy（2000 rpm）、PEDOT（2500 rpm）和 SPANI（1500 rpm）。在 PMMA 薄片某一位置旋涂第一层导电聚合物前，需用胶带覆盖其他区域；在涂覆其他导电聚合物层时，应使用胶带覆盖先前已涂覆的区域和空余区域。该步骤应重复进行，以在基底上指定位置形成多层结构。所涂覆的 PPy、PEDOT 和 SPANI 厚度分别为 500 nm、5 μm 和 200 nm。
    4. 使用热压印机（型号：Hex 01/LT，Jenoptik Mikrotechnik 公司）对基底进行压印（图 2b）。压印温度、压力和模具插入时间分别为 130–160 °C、1500–1800 N 和 120–200 s。脱模在 80–95 °C 下以 1.5 mm/min 的速度进行。单一材料单层微结构的结果如 图 2(c1-c3) 所示，多种材料单层微结构的结果如 图 2(d2-d3) 所示。
  2. PPy 微线作为湿度传感器的应用
    1. 以 1500 rpm 旋涂 PPy，制备面积为 1 × 1 cm2、厚度为 1 μm 的薄膜，并使用银环氧树脂在薄膜两端连接两根外部导线，用于电导率测量。
    2. 以 1500 rpm 旋涂制备厚度为 1 μm 的 PPy 薄膜，采用步骤 4 的参数进行压印，形成长度为 5000 μm、宽度为 300 μm 的 PPy 微线，并使用银环氧树脂在单根微线的两端连接外部接触导线。
    3. 将 PPy 薄膜和微线传感器置于带有湿度计和加湿器的密闭手套箱内。加湿器可控制手套箱内湿度水平的逐步升高。将接触导线连接至吉时利探针台，对每个传感器进行 I-V 测量（图 2e）。
    4. 使用以下公式计算每个传感器的灵敏度：
      电阻变化公式，ΔR/R<sub>i</sub>=(R<sub>f</sub>-R<sub>i</sub>)/R<sub>i</sub>，方程图示。
      其中，Rf 和 Ri 分别为薄膜和微线传感器的最终电阻和初始电阻。在基础湿度水平（室温下）测量 Ri，并在不同湿度水平下测量 Rf。
    5. 图 2f 展示了在相对湿度 48% 至 85% 范围内测得的灵敏度（ΔR/R）结果8。观察发现，在 48% 至 58% 湿度范围内，PPy 微线传感器的灵敏度高于薄膜传感器；当湿度超过 58% 时，薄膜和微线传感器的灵敏度趋于相近。
  3. 基底上的多层微结构：基于 图 1(c1-c3) 所示的步骤，将顶层替换为两层或三层聚合物/金属的组合，以生成多层微结构。器件布局如 图 3(a1-a2) 所示。具体制备步骤如下：
    1. 采用常规紫外光刻技术制备所需尺寸的硅模具（图 3b）。
    2. 使用尺寸为 500 μm × 170 mm × 170 mm 的非导电 PMMA 薄片作为中间层，并将其置于刚性平坦基底上。
      1. 制备双层 PPy-PEDOT 异质结：(i) 以 1000 rpm 旋涂，在 PMMA 薄片上获得厚度为 10 μm 的 PEDOT 层；(ii) 在 80 °C 下烘烤基底 1 小时；(iii) 以 1500 rpm 旋涂，在 PEDOT 层上获得厚度为 1 μm 的 PPy 薄膜；(iv) 在 80 °C 下烘烤基底 5 分钟。
      2. 制备双层 Al-PEDOT 二极管：(i) 以 1000 rpm 旋涂，在 PMMA 薄片上获得厚度为 10 μm 的 PEDOT 层；(ii) 在 80 °C 下烘烤基底 1 小时；(iii) 通过热蒸发在 PEDOT 层上沉积厚度为 200 nm 的铝膜。
      3. 制备三层 PEDOT-PMMA-PEDOT 电容器：(i) 以 1000 rpm 旋涂，在 PMMA 薄片上获得厚度为 10 μm 的 PEDOT 层；(ii) 在 80 °C 下烘烤基底 1 小时；(iii) 多次以 1000 rpm 旋涂，在 PEDOT 层上获得厚度为 15–20 μm 的 PMMA 薄膜；(iv) 在 80 °C 下烘烤基底 30 分钟；(v) 以 2500 rpm 旋涂，在 PMMA 薄膜上获得厚度为 2–3 μm 的 PEDOT 层；(vi) 在 80 °C 下烘烤基底 5 分钟。
    3. 使用热压印机对基底进行压印。压印温度、压力和模具插入时间分别为 140–150 °C、1500–2000 N 和 150–200 s。脱模在 80–95 °C 下以 1.5 mm/min 的速度进行。结果如 图 3(c-f) 所示11。
  4. 所制备多层微结构的应用
    1. PPy/PEDOT 异质结
      1. 使用吉时利探针台对步骤 2.1 后获得的异质结结构进行 I-V 测量。将 PEDOT 层接地，并在 PPy 层施加偏置电压（-20 V 至 20 V）。
      2. 图 3(g1) 展示了文献[9,11]中 PPy/PEDOT 异质结的 I-V 特性，其正向和反向击穿电压分别为 5 V 和 -8 V。在 10 V 下的整流比为 24，理想因子为 8.88。
    2. Al/PEDOT 异质结
      1. 使用吉时利探针台对步骤 2.2 后获得的 Al/PEDOT 异质结结构进行 I-V 测量。将 Al 层接地，并在 PEDOT 层施加偏置电压（-5 V 至 5 V）。
      2. 图 3(g2) 展示了文献11中在室温下测得的 Al/PEDOT 结的 I-V 特性，其正向和反向击穿电压分别为 3 V 和 -2.5 V。在 1 V 下，Al/PEDOT 异质结的整流比为 2，该结的理想因子计算为 19。
    3. PEDOT/PMMA/PEDOT 电容器
      1. 使用吉时利探针台对步骤 2.3 后获得的 PEDOT/PMMA/PEDOT 电容器进行 C-V 测量。
      2. 图 3(g3) 展示了文献11中在室温下测得的 PEDOT/PMMA/PEDOT 电容器的 C-V 特性。在低频偏压下测得的电容约为 0.06 pF，而理论计算值为 1.38 pF。

C. 用于生成金属和导电聚合物亚微米图案的 MPL 切割操作

根据图1(c1-c3)所示步骤，使用具有亚微米结构的硅模具来制备金属和导电聚合物的所需图案。 fabrication过程如下所述。

  1. 使用聚焦离子束（FIB）光刻技术制备具有亚微米结构的硅模具。制备两种不同类型的硅模具，宽度分别为100 nm和500 nm，深度为1 - 1.5 μm，长度为20 μm，节距为1 μm。
  2. 使用前对硅模具进行表面处理：（i）在室温下依次用去离子水、丙酮和Nanostrip溶液彻底冲洗模具，用氮气吹干后在150 °C下烘烤30分钟，随后冷却至室温；（ii）若经过上述清洗步骤后模具仍不洁净，则进行氧气等离子体清洗。清洗参数如下：等离子体功率300瓦，氧气流速80 sccm，处理时间5 - 7分钟。
    1. 涂覆PMMA层：将PMMA溶液（分子量495 K，溶于9%氯苯）以3000 rpm转速旋涂，获得约1.2 μm厚的薄膜，在150 °C下烘烤1小时后冷却，并将涂有PMMA的表面在300 W功率、50 sccm氧气流速条件下暴露于氧气等离子体中3分钟，以使其在下一步中具有亲水性。
      1. 将PPy溶液（用去离子水按1:2（V/V）稀释）以3000 rpm转速旋涂，获得约75 nm厚的薄膜，并在60 °C下烘烤1小时以固化PPy层。
      2. 通过溅射沉积方法镀一层10-25 nm厚的Au薄膜。
    1. 通过以下步骤制备PPy纳米线。
      1. 压印500 nm宽的Si通道：在热压印机中采用位置控制模式，在160 °C下以1 mm/min的速度进行压印，插入持续时间为600 s。本例中使用的最大压力为1085 N。
      2. 压印100 nm宽的Si通道：在热压印机中采用力控制模式，在140 °C下以1 mm/min的速度进行压印，插入持续时间为500 s。将压印力固定在2300 N。
    2. 使用具有100 nm宽通道的Si模具制备Au纳米线：在热压印机中采用力控制模式，在160 °C下以1 mm/min的速度进行压印，插入持续时间为700 s。将压印力固定在2300 N。
    3. 对于步骤4.1-4.2，在95 °C下以3 mm/min的速度进行脱模。结果如图4所示。

D. 用于在聚合物和硅基底侧壁上生成微图案的 MPL 绘图操作。

按照图1(d1-d3)中的步骤，利用“绘制”操作在HDPE微通道的侧壁上生成金（Au）和聚二甲基硅氧烷（PDMS）微图案。HDPE基底上的相应材料为金（Au）或PDMS，在压印过程中其表面形貌与中间层聚合物的轮廓一致。 fabrication过程如下所述。

  1. 在 HDPE 通道上制备金侧壁图案
    1. 以 3000 rpm 转速旋涂，在 1.5 mm 厚的 HDPE 片材（1.5 mm × 40 mm × 40 mm）上形成一层 1-μm 厚的正性光刻胶（S1813）。
    2. 采用紫外光刻技术将掩模图案转移至 S1813 层（图 5(a-b)）。掩模图案包括 10 × 10 μm2 的点阵（图 7a）和 110 μm 宽的线条。
    3. 使用热蒸发仪在 S1813 层上沉积一层 100 nm 厚的 Au 薄膜（图 5c）。
    4. 用丙酮冲洗去除 S1813，使 Au 图案保留在 HDPE 片材上（图 5d）。
    5. 将 HDPE 片材置于加热板上，加热至 131–136 °C 的温度范围，该温度略高于 HDPE 的玻璃化转变温度 Tg（即 128 °C），但低于 Au 的熔点 Tm（即 1063 °C）（图 5e）。
    6. 使用硅增强的 PDMS 模具16，在 40–120 kPa 的压力范围内对带有 Au 图案的 HDPE 片材进行压印，持续 1 小时，随后冷却（图 5f）。
    7. 当模具与 HDPE 片材的温度降至 HDPE 的 Tg 以下时，将其分离，完成从 PDMS 模具到基底的图案转移。PDMS 模具将 Au 图案压入 HDPE 片材中，使其保留在所形成微结构的侧壁和底面（图 5g）。由于 PDMS 模具与 Au 图案之间的结合力弱于 HDPE 片材与 Au 图案之间的结合力，因此 Au 图案不会粘附在 PDMS 模具上，而是保留在 HDPE 表面。该工艺的结果如 图 7(b-c) 所示12。
  2. 在 HDPE 通道侧壁上制备 PDMS 微柱
    1. 以 3000 rpm 转速旋涂，在 SU-8 模具上形成一层 1-μm 厚的 S1813 光刻胶（图 6a）。SU-8 模具通过常规紫外光刻技术制备17。
    2. 将 PDMS（PDMS 与其固化剂的比例为 10:1）以 1000 rpm 转速旋涂在涂有 S1813 的 SU-8 模具上，随后在加热板上于 85 °C 烘烤 3 小时，再冷却至室温（图 6b）。
    3. 用丙酮蚀刻去除 S1813，将薄 PDMS 膜从 SU-8 模具上剥离，完成带有微柱结构的 PDMS 膜的制备（图 6c）。
    4. 将带有微柱结构的 PDMS 膜放置在 1.5 mm 厚的 HDPE 片材上（图 6d）。
    5. 在 140 °C 和 52.5 kPa 压力下，将带有圆角的铝模具压入 PDMS 膜和 HDPE 片材中（图 6e），压印时间为 1 小时。在 140 °C 条件下，模具将 PDMS 膜压入软化的 HDPE 片材中。
    6. 待样品冷却至室温并移除铝模具后，在 HDPE 片材上形成通道。部分带有微柱结构的 PDMS 膜被转移至通道的底部及两个侧壁上（图 6f）。结果如 图 7(d-f) 所示15。
    7. 测量水滴在 HDPE 通道内 PDMS 微柱表面的接触角。图 7(g-h) 显示测得的平均接触角为 145.5°15。

E. 代表性结果

总之，MPL 的结果如下所示：

  1. 单层导电聚合物和金属微图案的制备方法如图2(b1-b3, c2-c3)所示。
  2. PPy薄膜和微线湿度传感结果见图2d。
  3. 多层导电聚合物和金属微图案的制备方法如图3(c-f)所示。
  4. 结区表征结果见图3(g1-g3)。
  5. 100 nm和500 nm宽的PPy线的制备方法如图4(a-b)所示。
  6. 100 nm宽的Au纳米线的制备方法如图4c所示。
  7. Au图案在300 μm宽、42 μm深的HDPE通道内生成，如图7(b-c)所示。
  8. PDMS微柱在1 mm宽、1 mm深的HDPE通道的顶面、底面和侧壁表面生成，如图7(d-f)所示。
  9. 在HDPE通道内测得的水接触角见图7(g-h)。

微加工过程示意图，凸-凹模具结构，基底图案形成。
图 1. 在金属薄板上创建凸面宏观图案的“切割”过程（截面示意图）：(a1) 将金属薄板置于基底上方，(a2) 将模具压入基底，(a3) 将模具与基底分离。制造凹面宏观图案的“拉伸”过程：(b1) 将金属薄板放置在基底上，(b2) 将模具压入基底，(b3) 将模具与基底分离。MPL 方法中用于制造凸形结构的“切割”操作（截面示意图）：(c1) 加热基底，(c2) 将模具压入基底，(c3) 将模具与基底分离。MPL 方法中用于制造凹形结构的“拉伸”操作：(d1) 加热基底，(d2) 将模具压入基底，(d3) 将模具与基底分离。

微加工工艺示意图及SEM图像；压印腔室装置；湿度控制实验。
图 2. 硅模具设计（俯视图）：(a1) 直线结构；(a2) 方形点阵；(a3) 桁架结构；以及 (a4) 蛇形线结构。(b) 热压印设备。所制备铝结构的扫描电镜（SEM）图像：(c1) 宽度为10 μm的线条；(c2) 20×20 μm2 的点阵；以及 (c3) 桁架结构。(d1) 由多种结构组成的微结构示意图；(d2) 宽度为300 μm的直线结构；(d3) 利用MPL的“切割”操作同时制备的宽度为50 μm的PPy、PEDOT和SPANI蛇形微线图案。(e) 湿度传感实验装置；以及 (f) PPy薄膜与微线传感器的湿度响应结果4, 7, 8。点击此处查看高清大图。

具有材料层和凹陷通道的静态平衡示意图；图表：电流-电压曲线、电容-电压曲线。
图 3. 器件结构示意图：(a1) 双层器件和 (a2) 三层器件；(b) 用于制备多层器件的硅模具布局（俯视图）；(c) 宽度为 300 μm 的微线状 PPY-PEDOT 异质结的扫描电子显微镜（SEM）图像；以及横截面的 SEM 放大图像：(d) PPy-PEDOT 异质结；(e) Al-PEDOT 二极管；(f) PEDOT-PMMA-PEDOT 电容器；异质结表征结果：(g1) PPy/PEDOT；(g2) Al/PEDOT；以及 (g3) PEDOT/PMMA/PEDOT 9,11。

纳米结构的原子力显微镜和扫描电镜分析；形貌、线间距、表面形貌。
图 4. (a) 压印的500 nm宽PPy导线的原子力显微镜扫描图；(b) 压印的100 nm宽PPy线条和(c) 100 nm宽Au导线的扫描电镜图像。 点击此处查看大图。

带有PDMS模具、HDPE、Au层和侧壁图案化步骤的微加工工艺示意图。
图5. 具有Au图案的HDPE基底的制备：(a-b) 使用所需特征的掩模，曝光并显影S1813层；(c-d) 沉积Au并去除S1813层；(e-f) 使用硅增强的PDMS模具对基底进行压印；(g) 脱模后，得到具有由Au特征构成的侧壁图案的基底12。

微模塑工艺示意图：SU-8 涂层、PDMS 图案化、在 HDPE 上使用铝模具。
图 6. 带有微柱结构的 PDMS 薄膜的制备过程：(a) 制备 SU-8 模具；(b) 旋涂并固化 PDMS 层；(c) 将 PDMS 层从 SU-8 模具上剥离；(d) 使用铝模具对基底进行压印；(e-f) 脱模后，获得由 PDMS 微柱构成侧壁图案的基底15。

带有金点和线条、PDMS微柱、接触角测量的光子组件示意图。
图7. (a) 金点的布局；(b) 10 × 10 μm2 点的SEM图像；以及 (c) 110 μm宽线的SEM图像。在高密度聚乙烯（HDPE）中形成的通道尺寸为1 cm × 300 μm × 42 μm（长×宽×深）；在顶部、底部和侧壁表面生成的PDMS微柱位于1 mm宽的HDPE通道上：(d) 通道的横截面视图；(e) 顶部；(f) 通道底部角落的SEM图像；以及 (g–h) PDMS微柱上的接触角测量结果12,15。PDMS微柱的尺寸为10 μm × 10 μm × 27 μm。HDPE中通道的尺寸为20 mm × 1 mm × 1 mm（长×宽×高）。

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讨论

故障排除信息： 使用“切割”工艺制备导电聚合物和金属单层及多层微图案的关键要点：（1）压印温度需确保中间PMMA层具有足够的流动性，以获得最佳效果。建议从温度范围的下限开始，若未达到理想结果，再逐步升高温度。过高的温度可能导致导电聚合物层的化学和/或电学性质发生变化。（2）若压印力过大，可能导致硅模具在压印过程中开裂；而压印力过低则可能导致模具填充不充分，聚合物层无法被完全切断。（3）压印设备应设置为仅在基底达到设定温度后才开始压印操作。（4）压印图案的轮廓取决于特征尺寸、压印力、温度及模具压入时间，其形貌可能从边缘锐利变为较为圆润。随着聚合物层数的增加，边缘轮廓趋于圆化。（5）应优先选用具有锐利边缘的硅模具，以确保导电聚合物/金属层按预期被切断。不建议使用侧壁倾斜的硅模具。（6）使用过深的硅模具可能导致模具与聚合物层之间发生粘连；若模具过浅，则可能无法实现对顶层（或若干层）的有效“切割”。（7）建议使用防粘连薄膜（例如，聚四氟乙烯）应涂覆在硅模具上，以便在脱模过程中易于将其与基底分离。（8）较短的压模时间可能导致无法实现“切割”效果，且模具轮廓可能变得圆滑。如果特征尺寸较小，则需要更...

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致谢

本工作部分得到了以下资助：NSFDMI-0508454、NSF/LEQSF(2006)-Pfund-53、NSF-CMMI-0811888 和 NSF-CMMI-0900595 项目。

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
PMMA Sigma-Aldrich495C9溶剂为氯苯。应在通风良好的通风橱中操作PMMA溶液。避免吸入蒸气。请参考材料安全数据表（MSDS）以获取安全操作说明。
PPy Sigma-Aldrich--水中质量分数5%。直接使用，无需处理。
PEDOT-PSSH. C. Starck Co.Baytron P HC V4专用溶剂。直接使用，无需处理。
SPANISigma-Aldrich--水溶性形式。直接使用，无需处理。
热压印机 JenoptikMikrotechnik Co.HEX 01/LT
溅射仪Cressington Co.208HR
聚焦离子束（FIB）系统 Carl Zeiss, Inc.FIB Crossbeam 1540 XB
旋涂仪Headway Research Inc.PWM32-PS-R790 Spinner System
反应离子刻蚀（RIE）系统Technics MicroRIE Co.--
光刻胶 Shipley Co.S1813
PDMSDow CorningSylgard 184 硅橡胶弹性体套件
高密度聚乙烯（HDPE）片材 US Plastic Corp.--
PMMA 片材Cyro Co.--
双面胶带 Scotch Co.--
单面胶带Delphon Co.Ultratape # 1310
玻璃微电极FHC, Inc.30-30-1
夹子Office Depot长尾夹
加湿器Vicks Co.无滤网加湿器

参考文献

  1. Menon, R. Conducting polymers: Nobel Prize in Chemistry, 2000. Current Science. 79, 1632(2000).
  2. Inzelt, G., Pineri, M., Schultze, J. W., Vorotyntsev, M. A. Electron and proton conducting polymers: recent developments and prospects. Electrochimica Acta. 45, 2403(2000).
  3. Adhikari, B., Majumdar, S. Polymers in sensor applications. Progress in Polymer Science. 29, 699(2004).
  4. Chakraborty, A., Liu, X., Parthasarathi, G., Luo, C. An intermediate-layer lithography method for generating multiple microstructures made of different conducting polymers. Microsystem Technologies. 13 (8), 1175(2007).
  5. Madou, M. Fundamentals of Microfabrication. , CRC Press. (1995).
  6. Bustillo, J. M., Howe, R. T., Muller, R. S. Surface micromachining for microelectromechanical systems. Proceedings of the IEEE. 86, 1552(1998).
  7. Liu, X., Luo, C. Intermediate-layer lithography for producing metal micropatterns. Journal of Vacuum Science and Technology B. 25, 677(2007).
  8. Chakraborty, A., Luo, C. Multiple conducting polymer microwire sensors. Microsystem Technologies. 15, 1737(2009).
  9. Chakraborty, A., Liu, X., Luo, C. Polypyrrole: A new patterning approach and applications. Polypyrrole: Properties, Performance and Applications. Mason, E. C., Weber, A. P. , Nova Science Publishers, Inc. (2011).
  10. Poddar, R., Luo, C. A novel approach to fabricate a PPy/p-type Si heterojunction. Solid-State Electronics. 50, 1687(2006).
  11. Liu, X., Chakraborty, A., Luo, C. Generation of all-polymeric diodes and capacitors using an innovative intermediate-layer lithography. Progress in Solid State Electronics Research. Martingale, J. P. , Nova Science Publishers, Inc. 127-139 (2008).
  12. Liu, X., Luo, C. Fabrication of Au sidewall micropatterns using a Si-reinforced PDMS mold. Sensors and Actuators A. 152, 96(2009).
  13. Liu, X., Chakraborty, A., Luo, C. Fabrication of micropatterns on the sidewalls of a thermal shape memory polystyreme block. Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 095025(2010).
  14. Chakraborty, A., Liu, X., Luo, C. Fabrication of micropatterns on channel sidewalls using strain-recovery property of a shape-memory polymer. Sensors and Actuators A. , Accepted (2011).
  15. Liu, X., Luo, C. Fabrication of supe-hydrophobic channels. Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 25029(2010).
  16. Luo, C., Meng, F., Liu, X., Guo, Y. Reinforcement of PDMS master using an oxide-coated silicon plate. Microelectronics Journal. 37, 5(2006).
  17. Luo, C., Garra, J., Schneider, T., White, R., Currie, J., Paranjape, M. Thermal ablation of PMMA for water release using a microheater. Sensors and Actuators A. 114, 123(2004).

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