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Engineering

Moulage de fabrication, de densification, et une réplique de 3D Microstructures de nanotubes de carbone

Published: July 2, 2012 doi: 10.3791/3980

Summary

Nous présentons les méthodes pour la fabrication de microstructures à motifs de nanotubes de carbone alignés verticalement (CNTS), et leur utilisation comme maître moule pour la production de microstructures polymères avec texture de la surface organisée échelle nanométrique. Les forêts CNT sont densifiées par condensation de solvant sur le substrat, ce qui augmente sensiblement la densité de tassement et permet l'auto-formation de formes 3D.

Abstract

L'introduction de nouveaux matériaux et procédés de microfabrication a, en grande partie, a permis de nombreuses avancées importantes dans des microsystèmes, de laboratoire-sur-une-puce appareils, et de leurs applications. En particulier, les capacités de rapport coût-efficacité de fabrication de microstructures polymères ont été transformés par l'avènement de la lithographie douce et les techniques de micromoulage autres 1, 2, ce qui a conduit une révolution dans les applications de microfabrication à l'ingénierie biomédicale et de la biologie. Néanmoins, il reste difficile de fabriquer des microstructures bien définis textures de surface nanométrique, et pour fabriquer des formes en 3D arbitraires à la micro-échelle. Robustesse des moules maîtres et de maintenance de l'intégrité de forme est particulièrement important de parvenir à la réplication de haute fidélité de structures complexes et de préserver leur texture de surface nanométrique. La combinaison de textures et de formes hiérarchiques, hétérogènes, est un grand défi aux méthodes de microfabrication existantes qui LARgely compter sur top-down gravure en utilisant des modèles de masque fixe. D'autre part, la synthèse bottom-up de nanostructures, comme les nanotubes et nanofils peuvent offrir de nouvelles fonctionnalités pour la microfabrication, en particulier en prenant avantage de l'auto-organisation collective de nanostructures, et le contrôle local de leur comportement de croissance par rapport à motifs microfabriqués .

Notre objectif est d'introduire des nanotubes de carbone alignés verticalement (CNTS), que nous appelons la CNT «forêts», en tant que matériau de microfabrication nouvelle. Nous présentons les détails d'une suite de méthodes connexes récemment développés par notre groupe: fabrication de microstructures forestiers CNT par CVD thermique à partir de films catalyseur lithographier minces; auto-densification elastocapillary de microstructures CNT, et de moulage de polymère réplique microstructures en utilisant des moules CNT composite maître . En particulier, notre travail montre que la densification autogéré capillaire ("capillaire formant"), qui est performé par condensation d'un solvant sur le substrat avec des microstructures CNT, augmente de manière significative la densité de tassement des nanotubes de carbone. Ce processus permet la transformation dirigée de microstructures CNT verticales dans des formes droites, obliques, et tordu, qui ont de solides propriétés mécaniques supérieures à celles des polymères de microfabrication typiques. Cette tour permet la formation de moisissures nanocomposites maîtres CNT par capillaire axée sur l'infiltration de polymères. Les structures répliques présentent la texture anisotrope échelle nanométrique des NTC alignés, et peut avoir des murs avec des sous-microns d'épaisseur et des rapports d'aspect 50:1 dépassant. Intégration des microstructures dans la fabrication de la CNT offre nouvelle occasion d'exploiter les propriétés électriques et thermiques des nanotubes de carbone, et des capacités diverses pour l'industrie chimique et la fonctionnalisation biochimique 3.

Protocol

1. Modélisation Catalyst

  1. Acquérir une plaquette (100) de silicium avec une couche de dioxyde de silicium épais 3000A, avec au moins un côté brillant. Alternativement, vous pouvez acquérir une plaquette de silicium à nu et se développer de dioxyde de silicium 3000A sur la plaquette. Tous les traitements décrits ci-dessous est fait sur le côté poli de la plaquette.
  2. Spincoat une couche de HMDS à 500rpm pour 4s, puis à 3000rpm pendant 30s. HMDS favorise l'adhérence entre la tranche et la résine photosensible.
  3. Spincoat une couche de SPR-220-3 à 500rpm pendant 4s, puis à 3000rpm pendant 30s.
  4. Cuire la galette sur une plaque chauffante à 115 ° C pendant 90.
  5. En utilisant le masque désiré pour la modélisation de catalyseur, d'exposer la plaquette à la lumière UV avec un éclairement de 20 mW / cm 2 à 405 nm pour 6s en contact dur mode.1.6) Cuire la galette sur une plaque chauffante à nouveau à 115 ° C pendant 90 (après l'exposition de cuisson).
  6. Développer la résine photosensible exposée pendant 60 à l'aide AZ-300 développeur MIF.
  7. Rincerla plaquette pendant 60s dans l'eau DI.
  8. Dépôt 10nm Al 2 O 3, suivie 1nm Fe par faisceau d'électrons évaporation ou pulvérisation cathodique.
  9. Manuellement scribe et plaquette pause en morceaux d'environ 20 × 20 mm ou moins.
  10. Effectuer le décollage de la résine photosensible par trempage des pièces de plaquettes dans un bécher de 1L contenant 100ml d'acétone, tandis que le bécher est placé dans un bain à ultrasons à la puissance 6 pour 8min (Ultrasons CREST 1100D).
  11. Éliminer et remplacer l'acétone et sonifier à nouveau avec les mêmes paramètres.
  12. Transférer les morceaux de plaquettes dans un bécher avec de l'isopropanol (IPA), puis tremper pendant 2min.
  13. Retirez les morceaux de tranches de l'IPA individuellement à l'aide des pincettes. Sécher chaque pièce avec un courant d'azote, en utilisant une buse de poche.

2. Croissance CNT

  1. Acquérir une plaquette de silicium nu (ou enrobé d'oxyde de) et manuellement scribe et de briser un morceau avec des dimensions d'environ 22 × 75 mm. Ce «bateau»seront utilisés pour soutenir et charger les morceaux de plaques à enduit catalytique dans le four tubulaire. Le bateau est très utile pour maintenir les morceaux de plaquettes pendant le chargement et le déchargement, mais ne joue pas un rôle dans le processus de croissance. En principe, le bateau peut être n'importe quel matériau qui est chimiquement et thermiquement stables dans les conditions de croissance CNT.
  2. Placez un nombre souhaité de pièces de plaquettes à enduit catalytique (substrats de croissance) sur le bateau, 30mm du bord d'attaque.
  3. Chargez le bateau avec des substrats de croissance dans le tube. Pousser le bateau dans le tube de telle sorte que le bord d'attaque est située en aval de la 30mm thermocouple du four, en utilisant un acier inoxydable ou tige de poussée de quartz. Cette position 30mm est le "sweetspot" qui donne le taux de croissance le plus élevé CNT dans notre four. Il sera nécessaire de déterminer cette position pour les appareils de l'utilisateur, en fonction de l'appareil de l'utilisateur et les objectifs (par exemple, la maximisation du taux de croissance CNT ou la densité).
  4. Relierles embouts, d'étanchéité du tube. Des précautions doivent être prises pour ne pas déranger la position du bateau ou les pièces de silicium à motifs. Note: la croissance CNT est très sensible à la position à l'intérieur du tube.
  5. Rincer le tube de quartz avec de l'hélium pour 1000sccm 5min à température ambiante.
  6. Alors qu'il passe à 400sccm d'hydrogène et d'hélium 100sccm, rampe de la température à 775 ° C en 10 minutes, puis maintenez les flux et de température pour 10min. Cette étape provoque le film pour réduire chimiquement à partir d'oxyde de fer en fer, et à Dewet en nanoparticules.
  7. Changer le débit d'hydrogène de 100sccm et le débit d'hélium à 400sccm, tout en ajoutant de l'éthylène et 100sccm maintien du four à 775 ° C à pousser NTC. La hauteur des nanotubes de carbone est contrôlée par la durée de cette étape.
  8. Pour arrêter la croissance CNT et refroidir l'échantillon, faites glisser manuellement le tube en aval de quartz jusqu'à ce que les puces de catalyseur sont situés à environ 1 cm en aval de l'isolation du four. Utilisez des soins àmaintenir les mêmes flux et température du point de four ensemble comme dans l'étape précédente, pendant 15 minutes.
  9. Rincer le tube avec de l'hélium pour 1000sccm 5min, avant de récupérer les échantillons, et en tournant le four éteint.

3. CNT densification

  1. Appliquez un morceau de ruban adhésif double face à un treillis en aluminium d'épaisseur 0,8 mm avec des trous de diamètre 6,25 mm. Faire que le maillage est plus grande que l'ouverture d'un bécher 1L et la bande est approximativement centrée sur la maille.
  2. Montez la pièce plaquette de silicium avec NTC sur la bande de sorte que les microstructures CNT sont confrontés à la hausse.
  3. Verser l'acétone 100ml dans un bécher de 1L et placer le bécher sur une plaque chaude à l'intérieur d'une hotte. Définir la plaque chaude pour atteindre une température de surface de 110 ° C Attendez jusqu'à ce que l'acétone commence à bouillir. Nous notons que, sur notre plaque de cuisson, un réglage de 150 ° C a été nécessaire pour atteindre 110 ° C à la surface. Le point d'ébullition de l'acétone est beaucoup plus faible (env. 56 ° C) mais nous foue que la température élevée autorisée de l'acétone à ébullition plus rapidement, et on chauffe les parois latérales du bécher, empêchant la condensation dans le bol.
  4. Placer la maille d'aluminium sur le bol de telle sorte que l'échantillon est monté face vers le bas.
  5. Notez toutes les fluctuations rapides à l'avant de vapeur se levant du côté du bécher et ajuster le niveau de la hotte ouvrant à stabiliser le front de vapeur.
  6. Une fois le front de vapeur se rapproche de la partie supérieure du bécher, observer les changements de couleur apparents sur la surface du substrat de silicium. Rainbow-comme modèles apparaîtra et balayer toute la surface. , Signifie un film mince de solvant à former sur la surface lorsque la vapeur vient en contact avec la surface froide.
  7. Une fois que suffisamment de solvant a été déposé, ramasser la maille et sans changer l'orientation de l'échantillon, le tenir loin de la d'ébullition du solvant jusqu'à ce que le dépôt de solvant s'est évaporé loin. La quantité de temps est déterminé empiquement basée sur la taille et l'espacement des structures CNT. Cette question est traitée plus loin dans la discussion.
  8. Retirez le filet du bécher, et soigneusement décoller l'échantillon de l'adhésif double-face, en utilisant une lame de rasoir. Le plus grand soin doit être pris à cette étape car il est facile de briser l'échantillon lors de l'enlèvement.

4. Fabrication CNT Moule

  1. Piscine SU-8 2002 sur les microstructures CNT densifiées. Spin de l'échantillon à 500rpm pendant 10s, puis à 3000rpm pendant 30s.
  2. Cuire au four de l'échantillon à 65 ° C pendant 2 min, puis à 95 ° C pendant 4 min.
  3. Exposer l'échantillon à la lumière UV avec un éclairement de 75mW/cm 2 pour 20s.
  4. Cuire à nouveau l'échantillon à 65 ° C pendant 2 min, puis à 95 ° C pendant 4 min.

5. Moulage Replica

  1. Si la réplication des structures délicates, placer le maître dans un dessiccateur avec un verre de 100 pi d'ignoble (tridécafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydtoocyl)-Trichlorosilane à 400mTorr pour 12h.
  2. Mélanger un total de 1 g de PDMS (Sylgard 184), avec un ratio de 10:1 monomère: l'agent de réticulation. Pour microstructures avec une taille de base de quelques micromètres et un rapport d'aspect de 10 ou plus utilisation un rapport de 8:1.
  3. Placez le maître CNT dans un plat une feuille d'aluminium, et versez dans le plat PDMS avant que l'échantillon est immergé.
  4. Placer l'échantillon dans le vide et dégazer à 400mTorr pendant 15 min. Une fois les bulles commencent à se former dans le PDMS (généralement après environ 3 minutes) augmenter périodiquement la pression rapidement pour faire éclater des bulles de grande taille.
  5. Cure par la négative à 120 ° C pendant 20 min. Si l'échantillon contient des structures Har, durcir à 85 ° C pendant 5h.
  6. Une fois durci, décollez le papier d'aluminium et de séparer le maître de la douceur PDMS négative à la main.
  7. Si la réplication des structures délicates, placer le négatif dans un dessiccateur avec un verre de 100 pi d'ignoble (tridécafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydtoocyl)-trichlorosilane à400mTorr pour 12h.
  8. Verser SU-8 2002 dans la négative PDMS et dégazer à 400mTorr pendant 10 minutes.
  9. Cuire l'échantillon (SU-8 remplie négative) à 65 ° C pendant 4 min, puis à 95 ° C pendant 6 h à évaporer le solvant de la couche épaisse de SU-8.
  10. Exposer l'échantillon à la lumière UV avec un éclairement de 75mW/cm 2 pour 20s et faire cuire à nouveau à 65 ° C pendant 4min, puis à 95 ° C pendant 8min.
  11. Enfin, manuellement démouler le SU-8 de la réplique négative PDMS.

6. Les résultats représentatifs

Représentatifs cultivés tableaux pilier CNT ainsi que leurs formes densifiées sont présentés dans la figure 4 (image modifiée de De Volder et al. 4). Piliers Har avec des épaisseurs de 10 microns ou moins ont progressivement réduit la rectitude, qui est en outre réduite lors de la densification. Densification des piliers semi-circulaires a été démontré que dans les piliers coudés uniformes sur de grandes surfaces (Fig. 4c). SU-8 infiltration se produit entre l'intérieur et microstructures CNT, pour des structures à l'espacement de 30 microns ou inférieure à une couche mince de SU-8 peuvent rester entre les structures. Photographies des étapes critiques dans le processus de réplication sont présentés dans la figure 5, tandis que les images MEB en comparant les microstructures répliquées à leurs répliques à différentes échelles sont présentés dans la figure 6 (image modifiée de Copic et al. 5). Les limites actuelles, en termes de formation de la structure, y compris les structures tordues (image modifiée de De Volder et al. 4), hauts murs rapport d'aspect et rentrants structures sont présentés dans la figure 7 (image modifiée de Copic et al. 5).

Figure 1
Figure 1. Configuration four à tube pour la croissance CNT croissance. Schéma d'un système (a). Four à tube (b) (Thermo-Fisher Minimes), avec le couvercle ouvert pour montrer l'intérieur de bateau de silicium tube de quartz scellé. (C) Silicon bd'avoine avec des échantillons, présentés avant et après la croissance. Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 2
Figure 2. (A) Schéma de l'installation bécher pour la condensation de vapeurs de solvant contrôlée sur microstructures CNT (image modifiée de De Volder et al. 6). (B) substrat échantillon CNT attaché à maille en aluminium sur l'acétone bouillante.

Figure 3
Figure 3. Flux de processus de moulage par réplique de microstructures CNT, et l'image du tableau représentant la microstructure répliquée par rapport à pièce de monnaie américaine quart de dollar.

Figure 4
Figure 4. Exemplaires microstructures CNT avant et après capillairey formage. Images schématiques et SEM de tableau de piliers CNT cylindriques (a) avant capillaire formant, et (b) après formage capillaire (image modifiée à partir de Al et Volder. 6). Encart montre l'alignement et la densité des nanotubes de carbone. (C) semi-cylindrique piliers CNT densifier et se coince lors capillaire formant, formant des faisceaux inclinés (image modifiée de Zhao et al. 7). Cliquez ici pour agrandir la figure .

Figure 5
Figure 5. Les principales étapes de fabrication CNT moule négatif et la coulée de réplicas. (A) Fonderie de PDMS moule négatif. (B) de dégazage du moule négatif. (C) Manuel démoulage du négatif, et le coulage de la SU-8 réplique.

Figure 6
Figure 6. Comparaison de (a) CNT/SU-8 maître et (b) réplique structures micropilier montrant haute fidélité de la réplication à micro-échelle nanométrique forme et la texture (c.-à-flancs et la surface supérieure), sur une grande surface (image modifiée de Copic et al. 5). Cliquez ici pour agrandir Figure .

Figure 7
Figure 7. Haut rapport d'aspect (RAH) et rentrants microstructures CNT et leurs répliques polymère. (A) densifiés CNT en nid d'abeille avec correspondante SU8-CNT maître et SU8 réplique. (B) et une réplique de Maître pente CNT micropuits (image modifiée de Copic et al. 5). (C) densifiés torsadées micropiliers CNT, avec le maître et réplique de la structure individuelle (image modifiée de De Volder et al. 4). Les alvéoles de (a) ont une largeur de paroi de 400 nm et une hauteur de 20 um.= "Http://www.jove.com/files/ftp_upload/3980/3980fig7large.jpg" target = "_blank"> Cliquez ici pour agrandir la figure.

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Discussion

Structuration lithographique et la préparation des substrats CNT catalyseur est simple et reproductible; toutefois atteindre une croissance constante CNT exige une attention particulière à la façon dont la hauteur et la densité des forêts CNT sont touchés par l'humidité ambiante et l'état de la croissance des tubes. Dans notre expérience, des tendances de plus de 1000 um 2 sont moins sensibles à de faibles fluctuations dans les conditions de traitement. En outre, la densité des pièces modèles affecte la densité de croissance et la hauteur 8. La densité de croissance et la hauteur sont supérieures aux motifs avec la fraction de remplissage (superficie totale de catalyseur divisée par la superficie totale de substrat) supérieur à environ 20%. En outre, il est important essentielle pour maintenir le tube de la croissance nettoyer et cuire le tube entre les croissances consécutives pour enlever les dépôts de carbone accumulés. Cuisson du tube est effectuée par chauffage du tube pendant 30 minutes à 875 ° C à 100 sccm de flux d'air. En outre, le taux de croissance dépendent CNTs sur la température, la composition du gaz, et le temps de séjour du gaz dans le four. Ainsi, il est souvent nécessaire de trouver le empiriquement "sweetspot" dans n'importe quel système de croissance, et le placement des échantillons dans la procédure de noter ici est basée la zone de frappe pour notre four tubulaire et les paramètres du procédé.

Les propriétés les plus importantes de nos forêts CNT pour la densification et la formation subséquente moule maître sont leur alignement, la densité de tassement, et l'adhésion au substrat. Lorsque microstructures CNT sont gravées par une brève exposition à un plasma d'oxygène, le haut "croûte" de nanotubes de carbone enchevêtrés est retiré. Cette croûte limite de la forêt CNT latéralement, et donc enlever la croûte permet une plus grande densification des NTC, et augmente la quantité de glissement qui se produit parmi les nanotubes de carbone au cours de l'étape de densification. En outre, le diamètre CNT peut être réglé par l'épaisseur du film de catalyseur, et par les conditions de recuit qui précèdent l'injection de la source d'hydrocarbure à la fu MCVrnace 9. En ajustant les conditions de recuit et éventuellement la gravure des nanotubes de carbone, nous avons accordé au facteur de densification d'environ 5X à 30X 6. Et, l'adhérence des nanotubes de carbone sur le substrat est améliorée par un refroidissement rapide des substrats dans l'atmosphère de croissance immédiatement après la conclusion de la période de croissance programmée. Dans ce cas, le four est boîtier est ouvert et la puissance de chauffage est coupée pendant que le mélange de gaz de croissance est encore s'écoulant à travers le tube foyer. Ces détails sont discutés en détail dans nos autres publications citées ici.

Afin d'atteindre cohérente densification CNT, il faut éviter de trop de condensation du solvant sur le substrat. Une condensation excessive provoque des structures CNT à être inondés, ce qui peut se déformer, s'aplatir ou se délaminer microstructures Har. Le montant requis de condensation pleinement densifier les nanotubes de carbone dépend à la fois la hauteur et la densité des microstructures. Dans notre praCE, la quantité de condensation solvant est surveillée par comptage du nombre de «vagues» de solvant qui balayent le substrat. Les vagues colorées représentent des motifs d'interférence optique à cause de la mince pellicule de liquide condensé sur le substrat. Pour microstructures typiques avec des dimensions 10-100 um, entre 1 et 5 vagues sont nécessaires dans notre configuration. Par conséquent, la quantité de solvant dans le bécher peut être choisie en conséquence, ou l'échantillon peut être retiré de la bécher après le nombre désiré d'ondes est dépassée.

La formation de moisissures Maître est fortement tributaire de SU-8 infiltration et la formation du nanocomposite SU-8-CNT. SU-8 infiltration est facilement réalisable en raison de l'humidification des nanotubes de carbone par le SU-8. Sélection de la SU-8 viscosité et une vitesse d'essorage détermine le SU-8 fraction volumique et la finesse des parois latérales de la structure maître. SU-8 mèches dans les structures individuelles CNT et, en fonction de l'espacement entre les structures, peut Alsi la mèche dans les espaces entre les structures CNT. Cela peut entraîner un film mince de SU-8 restant dans les structures entre étroitement espacés, et l'épaisseur de ce film peut être réglé en sélectionnant SU-8 viscosité et la vitesse d'essorage. Le spin a déclaré résultat des vitesses dans les structures totalement infiltrés avec des hauteurs allant de 10 à 300 um et avec des rapports d'aspect de 0,2 à 20. Ces conditions de process de préserver la texture de la surface des structures CNT, à savoir les flancs et les surfaces supérieures de bomber vers l'extérieur avec un excès de SU-8.

Coulée par le vide du négatif PDMS est un processus robuste et dépend du monomère initial à l'agent de réticulation rapport et les conditions de durcissement. Un ratio de 10:1 monomère: l'agent de réticulation est utilisé pour la plupart des pièces, mais de coulée structures Har (AR> 10) avec un rendement élevé ou des structures rentrantes reste difficile. Structures Har besoin d'un rapport de mélange de 8:1 en raison de la rigidité accrue et une adhérence réduite du négatif. Un agent de démoulage, commefluoré 10 silane, peut être utilisé pour réduire davantage la force de séparation nécessaire, minimiser le stress sur les microstructures de maître au cours de démoulage et le rendement augmente considérablement. Lors de la coulée des répliques, de dégazage n'est pas nécessaire en raison de la cuisson prolongée. Dégazage a été trouvé de conduire à la réplication incompatibles, en raison du non-uniforme de l'évaporation de SU-8 solvant.

Le principal avantage de la technologie CNT maître est la capacité à former des maîtres fonctionnalités robustes avec des textures hiérarchiques, les ratios d'aspect élevé, et des formes en pente ou courbe. Cependant, cela nécessite une configuration soigneuse des conditions de croissance CNT pour atteindre uniformes et cohérentes motifs de départ, de maîtrise pratique de l'étape de formation capillaire, et la mise en œuvre des SU-8 étapes d'infiltration et de la réplication à donner haute-fidélité des copies des formes de base. Les paramètres exacts peuvent varier en fonction de la géométrie des structures souhaitées, et ne peuvent être compris que de nombreux itératif trials sont effectuées. En outre, parce que le montant de la densification par capillarité formant dépend de la densité et la rectitude des NTC, la prédiction des dimensions exactes des structures CNT densifiées, il faudra expériences d'étalonnage pour déterminer le facteur de densification. Néanmoins, notre méthode peut avoir des avantages importants si hiérarchiquement structurée et / ou 3D caractéristiques polymères sont souhaitées, et / ou si l'amélioration des propriétés des structures CNT (à tout point de terminaison dans le processus) sont souhaitées. Ces propriétés améliorées pourraient inclure la robustesse mécanique, de conductivité thermique ou électrique des structures de base, ou les propriétés comme des caractéristiques CNT eux-mêmes.

En conclusion, nous avons montré un processus souple pour justement former hétérogène CNT microstructures utilisant formant capillaire, les infiltrer, et par la suite les reproduire dans SU-8. Dans nos travaux précédents nous avons montré une séquence de réplication de 25 fois est possible sansdommages y à la réduction négative ou la fidélité dans les 5 répliques. Parce que notre processus est basé sur le moulage réplique de jeter des répliques une variété de matériaux pourraient être utilisés à l'avenir au lieu de SU-8, y compris PU, PMMA, PDMS, et les métaux de température, même faible. Autres procédures de croissance CNT et des structures faites de filaments nanométriques autres (par exemple, des nanofils inorganiques, biofilaments) pourrait servir de cadre de nouvelles architectures de moule maître aussi.

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Disclosures

Pas de conflits d'intérêt déclarés.

Acknowledgments

Cette recherche a été financée par le programme de nanofabrication de la National Science Foundation (CMMI-0927634). Davor Copic a été soutenu en partie par le Programme de bourses au mérite à Rackham l'Université du Michigan. Sameh Tawfick reconnaît un soutien partiel de la bourse pré-doctorale Rackham. Michael De Volder a été soutenu par le Fonds belge de la Recherche Scientifique - Flandre (FWO). Microfabrication a été réalisée à la nanofabrication Lurie (LNF), qui est un membre du Réseau National Nanotechnology Infrastructure et microscopie électronique a été réalisée à la Michigan Electron microfaisceaux Laboratoire d'Analyse (EMAL).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
4" diameter <100> silicon wafers coated with SiO2 (300 nm) Silicon Quest Custom
Positive photoresist MicroChem SPR 220-3.0
Hexamethyldisilizane (HMDS) MicroChem
Developer AZ Electronic Materials USA Corp. AZ 300 MIF
Sputtering system Kurt J. Lesker Lab 18 Sputtering system for catalyst deposition
Thermo-Fisher Minimite Fisher Scientific TF55030A Tube furnace for CNT growth
Quartz tube Technical Glass Products Custom 22 mm ID × 25 mm OD 30" length
Helium gas PurityPlus He (PrePurified 300)
Hydrogen gas PurityPlus H2 (PrePurified 300) UHP
Ethylene gas PurityPlus C2H4 (PrePurified 300) UHP
Perforated aluminum sheet McMaster-Carr 9232T221 For holding sample above densification beaker
UV flood lamp Dymax Model 2000
SU-8 2002 MicroChem SU-8 2002
Polydimethylsiloxane (PDMS) Dow Corning Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit

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References

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Copic, D., Park, S. J., Tawfick, S., More

Copic, D., Park, S. J., Tawfick, S., De Volder, M., Hart, A. J. Fabrication, Densification, and Replica Molding of 3D Carbon Nanotube Microstructures. J. Vis. Exp. (65), e3980, doi:10.3791/3980 (2012).

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