2015년 12월 15일
이 논문에서는 희생 기판에서 공액 미세다공성 고분자(CMP)의 계면 합성과 독립형 CMP 나노멤브레인 준비를 위한 기판의 용해에 대해 설명합니다. 또한 깨지기 쉬운 나노막이 다른 기질로 전달될 수 있는 방법을 설명합니다.
이 절차의 전반적인 목표는 공액 미세다공성 폴리머의 독립형 나노막을 얻는 것입니다. 이 방법은 일반적으로 불용성 물질의 박막 및 독립형 멤브레인을 준비하는 방법과 같은 공액 미세다공성 폴리머 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 가장 큰 장점은 al 기질에 대한 합성에 의한 단계를 수행하여 매우 낮고 균일한 두께를 가진 균일한 멤브레인의 생산 및 이동을 가능하게 한다는 것입니다.
이 방법은 멤브레인 분리에 적용할 수 있지만 유기 전자 장치 또는 이종 촉매와 같은 다른 응용 분야에도 유용할 수 있습니다. 절차를 시연하는 것은 우리 실험실의 기술자를 라인에 세우는 것이 될 것입니다. CMP 제작을 위한 장치를 준비합니다.
500밀리리터 원 넥 라운드 바닥 플라스크를 사용하고 300밀리리터의 테트라 니트로푸란 또는 THF를 추가합니다. 알파인 종단, 자체 조립 단층 또는 SAM으로 코팅된 준비된 기판을 샘플 격실에 넣고 시료 홀더를 사용하여 기판이 똑바로 서도록 합니다. 환류 냉각기 상단의 접합부를 통해 장치를 schleck 라인에 연결합니다.
불활성 가스로 장치를 세 번 비우고 환기시키십시오. 그런 다음 시료 격실에서 THF를 시료 격실 하단의 배출구 위로 배출하고 배출구를 닫습니다. 다음으로, 준비된 TPM azi 용액 1ml와 구리 촉매 용액 0.5ml를 격막이 있는 나사 캡을 통해 시료 격실에 추가합니다.
속이 빈 바늘이 있는 주사기를 사용하여 측면 플라스크에서 반응 장치로 용액을 순차적으로 옮깁니다. 약 30분 정도 기다린 후 반응 용액을 시료 격실 하단의 배출구를 통해 배출합니다. 배출구를 닫고 s를 헹구기 위해 응축된 THF를 수집합니다.amp르
.약 30분 더 기다린 다음 헹굼 용액을 샘플 격실 하단의 배출구 위로 배출하고 배출구를 닫습니다. 준비된 TPM Aine 용액 1ml와 구리 촉매 용액 0.5ml를 격막이 있는 나사 캡을 통해 시료 격실에 넣습니다. 속이 빈 바늘이 있는 주사기를 사용하여 용액을 thenk에서 반응 장치로 순차적으로 옮깁니다.
약 30분 정도 기다린 후 반응 용액을 시료 격실 하단의 배출구를 통해 배출합니다. 배출구를 닫고 s를 헹구기 위해 응축된 THF를 수집합니다.amp르. 추가로 30분 동안 기다린 후 원하는 레이어 수에 도달할 때까지 순차적 추가를 반복하면 한 레이어의 두께가 약 1나노미터가 됩니다.
마지막 단계로 CMP 코팅된 운모 기판을 꺼냅니다. THF와 에탄올로 헹군 다음 질소 흐름에서 건조시킵니다. 스핀 코더를 0에서 4까지 10초의 램프 시간, 000RPM의 유지 시간 40초, 10, 0RPM에서 0RPM까지 0초의 램프 시간으로 설정합니다.
CMP 코팅된 MICA 기판을 스핀 코더에 놓고 웨이퍼가 완전히 덮일 때까지 웨이퍼에 A-P-M-M-A 용액을 놓습니다. 스핀 코더를 시작하고 가위를 사용하여 가장자리를 자르는 데 코팅된 운모 기판의 각 가장자리에서 1mm를 잘라냅니다. 그런 다음 150ml 결정화 접시에 요오드화 요오드화 칼륨 용액을 채우고 100ml 결정화 접시에 요오드화칼륨 용액을 채웁니다.
요오드 요오드화 칼륨 용액 상단의 용액과 접촉하는 운모가 있는 운모 기판에 PMMA 코팅된 CMP 금을 놓습니다. 가라앉지 않도록 주의하세요. 최소 5분 정도 기다린 다음 PMMA 코팅된 CMP 금 MICA 기판을 요오드 요오드화 칼륨 용액에서 MICA가 용액과 접촉한 요오드화 칼륨 용액 상단으로 옮깁니다.
다시 한 번, 가라앉지 않도록 주의하고 최소 5분 동안 기다리십시오. 다음으로 250ml의 결정화 접시에 증류수를 채웁니다. 한쪽 가장자리에서 시작하는 기판을 증류수에 약간 담궈 운모에서 P-M-M-A-C-M-P 금 필름을 벗겨냅니다.
MICA가 물 딥 코트를 가리키도록 기판을 잡고 수영하는 P-M-M-A-C-M-P 금 멤브레인에 접근하여 실리콘 웨이퍼의 P-M-M-A-C-M-P 금을 코팅합니다. 멤브레인 가장자리에 닿을 때까지 웨이퍼를 천천히 당겨 실리콘 웨이퍼를 당겨 빼냅니다. 일단 실리콘 웨이퍼가 P-M-M-A-C-M-P 금 멤브레인과 접촉하면, 요오드 요오드화 칼륨 용액의 한쪽 가장자리에서 시작하여 기판을 약간 담그고 금이 완전히 에칭 된 후 15 분을 기다림으로써 실리콘 웨이퍼에서 P-M-M-A-C-M P 금 필름을 벗겨냅니다.
실리콘 웨이퍼를 통해 P-M-M-A-C-M-P 멤브레인을 물로 옮기고 15분 더 기다립니다. 이 단계를 세 번 반복하여 멤브레인을 물로 씻습니다. 그런 다음 세척된 P-M-M-A-C-M-P 멤브레인을 금도금된 실리콘 웨이퍼로 옮깁니다.
이전과 마찬가지로 P-M-M-A-C-M-P 기판을 건조시키고 최소 2시간 동안 공기를 주입합니다. PMMA를 해산합니다. P-M-M-A-C-M-P 기판을 아세톤에 넣고 30분 동안 기다립니다.
기판을 꺼내 아세톤으로 헹굽니다. 이 단계를 3회 반복한 후 CMP 기판을 최소 2시간 동안 건조시킵니다. 멤브레인은 적외선 반사, 흡수 분광법 또는 ir을 특징으로합니다.
여기에 표시된 RAS는 금 웨이퍼로 이송된 CMP 멤브레인의 IRRA 스펙트럼입니다. 방향족 백본의 진동으로 인한 일반적인 띠는 1, 605, 1, 515 및 1, 412 역 센티미터입니다. 잔류 비반응성, 아지드 또는 알킨 그룹의 경우 2, 125 및 1, 227 역 센티미터의 특성 대역을 관찰할 수 있습니다.
여기에 표시된 것은 주사 전자 현미경 이미지입니다. 독립형 멤브레인이 명확하게 보입니다.일단 숙달되면 이 전달 기술을 제대로 수행하면 1시간 이내에 완료할 수 있습니다. 이 절차를 시도하는 동안 스핀 코팅 후 마이크로 기판의 가장자리를 절단하는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
합성 변형 또는 사진 패터닝과 같은 다른 방법을 형성하여 개발 후 원하는 응용 분야에 대한 nan 멤브레인의 목적 화학을 최적화할 수 있습니다. 이 기술은 응집 마이크로 프로 폴리머 분야의 연구자들이 유망한 벌크 특성을 실제 장치로 옮기는 데 도움이 될 수 있습니다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
본 연구에서는 희생 기판을 이용하여 공액 미세다공성 고분자(CMP)의 자립형 나노막을 합성하는 방법을 제시합니다. 이 기술을 통해 두께가 얇고 균일한 막을 제작할 수 있으며, 이를 다양한 기판으로 전사하여 여러 응용 분야에 활용할 수 있습니다.
본 방법은 자립형 공액 미세다공성 고분자(CMP) 나노막의 합성과 전사를 가능하게 하여, 첨단 응용 분야를 위한 불용성 고분자 재료 가공의 핵심 과제를 해결합니다. 두께와 조성이 제어된 균일한 초박막을 구현함으로써, 본 기술은 벌크 CMP의 특성을 기능성 나노 스케일 시스템으로 전이시키는 것을 지원합니다. 이러한 역량은 센싱, 촉매 또는 전자 소자의 후속 평가를 위해 기능성 박막의 재현 가능하고 확장 가능한 제작이 요구되는 초기 단계의 발견 워크플로우에 유용합니다.
이 방법은 분석 또는 센싱 플랫폼에 통합할 수 있는 기능성 폴리머 막을 제작하는 확장 가능한 경로를 제공함으로써, 초기 발굴부터 전임상 중개 연구 워크플로우에 적합합니다.