Summary
우리는 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브 (CNTs) 및 조직 nanoscale 표면 텍스처와 폴리머 microstructures 생산을위한 마스터 금형 등 자신의 이용 패턴 microstructures의 제조를위한 방법을 제시. CNT 숲이 크게 자신의 패킹 밀도를 증가 및 3D 형상의 자기 지향성 형성을 가능하게 기판, 위에 용매의 응축에 의해 densified됩니다.
Abstract
microfabrication의 새로운 재료와 공정의 도입은 많은 부분에서 마이크로 시스템즈, 실험실 - 온 - 칩 장치 및 그들의 애플 리케이션에서 많은 중요한 발전을 활성화하고있다. 특히, 고분자 microstructures의 비용 효율적인 가공을위한 기능은 소프트 리소그래피 및 기타 micromolding 기법 1, 2의 도래에 의해 변형, 이것은 생물 의학 공학, 생물학에 microfabrication의 어플 리케이션에 혁명을 주도했다. 그럼에도 불구하고, 그것은 잘 정의된 nanoscale 표면 질감으로 microstructures를 조작하고, 마이크로 스케일에서 임의의 3 차원 도형을 조작하는 도전 남아있다. 마스터 금형 모양 무결성 유지의 견고성이 높은 충실도 복잡한 구조의 복제와 그 nanoscale 표면 질감을 유지를 달성하는 데 특히 중요합니다. 계층적 질감, 그리고 이질적인 형태의 조합이 기존 microfabrication 방법에 대한 깊은 도전입니다 고맙다gely 고정 마스크 템플릿을 사용하여 하향식 에칭에 의존. 한편, 이러한 나노튜브와 나노 와이어와 같은 nanostructures의 상향식 합성은 nanostructures의 집단적 자기 조직을 활용하여 특히, microfabrication에 새로운 기능을 제공할 수 있으며, microfabricated 패턴과 관련한 자신의 성장 거동의 로컬 제어 .
우리의 목표는 우리가 새로운 microfabrication 소재로 CNT "숲"으로 참조 수직으로 정렬된 탄소 나노튜브 (CNTs), 소개하는 것입니다. ; CNT의 microstructures의 자체 감독 elastocapillary densification 및 CNT 복합 마스터 금형을 이용한 폴리머의 복제본 성형 microstructures 석판 패턴 촉매 박막의 열 CVD에 의한 CNT 산림 microstructures의 제조 : 우리는 최근 우리 그룹이 개발한 관련 방법 중 제품군에 대한 자세한 내용을 제시 . 특히, 우리의 작품 perfo 즉 자기 지향성 모세관 densification (이하 "성형 모세관") 보여줍니다CNT의 microstructures와 기판에 용매의 응축에 의해 rmed 크게 CNTs의 포장 밀도를 증가시킵니다. 이 과정은 전형적인 microfabrication의 폴리머 분들을 초과 견고한 기계적 특성을 가지고 논리적으로 경사, 그리고 뒤틀린 모양으로 수직 CNT의 microstructures의 감독 변혁을 가능하게합니다. 이것에 차례 폴리머의 모세관 구동 침투하여 nanocomposite CNT 마스터 금형의 형성을 가능하게합니다. 복제 구조 정렬 CNTs의 비등 방성 nanoscale 질감을 전시하고, 서브 마이크론 두께와 50:1를 초과하는 가로 세로 비율과 벽면을 가질 수 있습니다. 제조에서 CNT의 microstructures의 통합 화학 및 생화학 작용화 3 CNTs의 전기적 및 열적 특성, 그리고 다양한 기능을 이용할 수있는 추가 기회를 제공합니다.
Protocol
1. 촉매 Patterning
- 적어도 하나의 세련된 측면과 함께 3000Å 두꺼운 이산화 규소 층과 함께 (100) 실리콘 웨이퍼를 취득. 또는 베어 실리콘 웨이퍼를 취득하고 웨이퍼에 3000Å 이산화 규소 성장 있습니다. 아래에서 설명하는 모든 공정은 웨이퍼의 연마 쪽에서만 이루어집니다.
- 그때 30 대 대한 3000rpm에서 4S를위한 500rpm에서 HMDS의 레이어를 Spincoat. HMDS는 웨이퍼와 포토 레지스트 사이에 접착력을 촉진합니다.
- 그때 30 대 대한 3000rpm에서 4S를위한 500rpm에서 SPR-220-3 레이어를 Spincoat.
- 90 년대를위한 115 ° C에서 열판에 웨이퍼를 굽습니다.
- 촉매 patterning에 대해 원하는 마스크를 사용하여 구워 115에서 다시 열판에서 웨이퍼는 90 년대에 대한 ° C (게시물) 하드 연락처 mode.1.6의 셀프에 대한 405 nm의 20 MW / cm 2의 방사로 자외선에 웨이퍼를 노출 노출 베이킹).
- AZ-300 MIF 개발자를 사용하여 60를위한 노출된 포토 레지스트 개발.
- 헹구기DI 워터에서 60을위한 웨이퍼.
- 보증금 10nm 알 2 O 3 e-빔 증착법이나 스퍼터링에 의해 1nm 철으로 따라갔다.
- 약 20 개 × 20 mm 또는 소규모로 수동 학자 및 휴식 웨이퍼.
- 비커가 8min (크레스트 Ultrasonics 1100D) 용 전력은 6에 초음파 욕탕에 배치되는 동안, 아세톤의 100ml가 들어있는 1L 비커에 웨이퍼 조각을 즐기하여 리프트 - 오프 포토 레지스트의 대부분을 수행합니다.
- 폐기 및 아세톤을 교체하고 같은 설정으로 다시 sonicate.
- 이소프로판올 (IPA)와 비커에 웨이퍼 조각을 전송 후 2min 위해 담그다.
- 핀셋을 사용하여 개별적으로 IPA에서 웨이퍼 조각을 제거합니다. 휴대용 노즐을 사용하여 부드러운 질소 흐름과 각 조각을 건조합니다.
2. CNT 성장
- 베어 (또는 산화물 - 코팅) 실리콘 웨이퍼 및 수동 학자를 취득하고 치수 약 22 조각 × 75mm을 깰. 이 "배"지원 및 튜브 전기로에 촉매 코팅 웨이퍼 조각을로드하는 데 사용됩니다. 배는 짐을 싣고 내리는 동안 웨이퍼 조각을 쥐고 매우 유용하지만 성장 과정에서 역할을하지 않습니다. 원칙적으로 보트는 CNT의 성장 조건에서 화학적 및 열 안정 어떤 자료가 될 수 있습니다.
- 리딩 에지에서 보트, 30mm에 촉매 코팅 웨이퍼 조각 (성장 기판)에 원하는 번호를 놓습니다.
- 튜브로 성장 기판과 함께 보트를로드합니다. 리딩 에지가 스테인리스 스틸이나 석영 푸시로드를 사용하여 용광로의 열전대의 30mm 하류에 위치해있다는 등의 튜브에 보트를 밀어. 이것은 30mm 위치는 우리의 용광로에서 가장 높은 CNT의 성장 속도를 제공 "sweetspot"입니다. 그것은 사용자의 장치 및 목적 (예 : CNT의 성장 속도 또는 밀도의 극대화)에 따라 사용자의 장치에 대해이 위치를 결정하는 데 필요한 것입니다.
- 연결마개, 튜브 실링. 케어는 보트 또는 패턴의 실리콘 조각의 위치를 방해하지 않도록 촬영해야합니다. 참고 : CNT의 성장이 튜브 안쪽 위치에 매우 민감합니다.
- 상온에서 5 분 대한 헬륨의 1000sccm와 석영 튜브를 플러시.
- 수소와 헬륨의 100sccm의 400sccm 흐르는 동안, 10 분에서 775 ° C로 온도를 진입로 후 10 분 대한 흐름과 온도를 누르고 있습니다. 이 단계는 영화는 화학적으로 철 산화물에서 철분을 줄이기 위해, 그리고 nanoparticles에 dewet하게됩니다.
- 에틸렌의 100sccm를 추가하고 ° C가 CNTs 성장하는 775에 난로를 유지하면서, 100sccm 및 400sccm에 헬륨 유량에 수소 유량을 변경합니다. CNTs의 높이는이 단계의 기간에 의해 제어됩니다.
- 촉매 칩은 노 절연 약 1cm 하류에 위치한되기 전까지는 CNT의 성장을 중지하고 샘플을 냉각하기 위해 수동으로 석영 관의 하류를 끼웁니다. 에주의를 기울이시기 바랍니다15 분 동안, 이전 단계에서와 같은 흐름과 노의 세트 포인트 온도를 유지합니다.
- 사전에 샘플을 검색하고, 난로를 끄고에게 5 분 동안 헬륨의 1000sccm 함께 튜브를 플러시.
3. CNT Densification
- 6.25mm 직경의 구멍이있는 0.8mm 두께의 알루미늄 메쉬에 양면 테이프 조각을 적용합니다. 메쉬는 1L 비커의 개통보다 크고 테이프 약 메쉬를 중심으로되어 있는지 확인하십시오.
- CNT의 microstructures가 상승세를 직면 있도록 테이프에 CNTs와 실리콘 웨이퍼 조각을 탑재합니다.
- 1L 비커에 아세톤 100ml를 붓고 퓸 후드 내부의 뜨거운 접시에 비커를 놓습니다. 110 ° C의 표면 온도를 달성하기 위해 뜨거운 접시를 설정 아세톤은 끓는 시작할 때까지 기다리십시오. 우리는 열판에, 150의 설정이 ° C가 표면에 110 ° C를 달성하는 데 필요한 되었음합니다. 아세톤의 끓는점은 fou 훨씬 낮은 (약 56 ° C)하지만 우리는상승된 온도가 아세톤 더 빨리 끓여야 허용하고, 비커 내에 결로 방지, 비커의 측벽을 가열하는 차.
- 마운트 예제에서는 아래쪽으로 직면되는 등 비커에 알루미늄 메쉬를 배치합니다.
- 증기 전면에 급격한 변동이 비커의 측면을 상승 참고 증기 전선을 안정 퓸 후드가 달려있었던 수준을 조정합니다.
- 증기 전선은 비커의 상단에 도달하면, 실리콘 기판의 표면에 겉보기 색상 변화를 관찰합니다. 무지개 같은 패턴이 나타납니다 그리고 전체 표면에 걸쳐 청소합니다. 이것은 증기가 차가운 표면과 접촉하게되면 표면에 형성하는 용매의 얇은 필름을 의미합니다.
- 일단 충분한 용매가 예금되어 메쉬를 데리러와 용매 멀리 증발했다 입금 때까지 시료의 방향을 바꾸지 않고, 끓는 용매에서 멀리 누르고 있습니다. 시간의 금액으로 결정됩니다 empirically CNT 구조의 크기와 간격을 기준으로. 이것은 토론에 대한 해결되었습니다.
- 비커에서 메쉬를 제거하고, 신중하게 양면 테이프에서 샘플 보지, 면도날을 사용합니다. 그것이 제거되는 동안 샘플을 깨고 쉽고로 최선의 치료는이 단계에서 촬영해야합니다.
4. CNT 마스터 몰드 제작
- 풀 SU-8 densified CNT의 microstructures에서 2002. 30 대위한 3000rpm에서 다음, 10 초에 대한 500rpm에서 샘플을 봐.
- 95시 후 2 분 및 ° C에서 4 분 동안 65 ° C에서 샘플을 굽습니다.
- 20 대위한 75mW/cm 2의 방사로 자외선에 샘플을 쉽게받을 수 있습니다.
- 그리고 95시 2 분, ° 4 분을위한 C 65 ° C에서 다시 샘플을 굽습니다.
5. 복제 성형
- 섬세한 구조를 복제하는 경우의 100μL (tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydtoocyl의 사악한 유리와 함께 건조기에 마스터 배치12h를위한 400mTorr시) - trichlorosilane.
- 가교제 : 10시 1분 단량체의 비율로, PDMS의 1g (Sylgard 184)의 합계를 섞습니다. 몇 micrometers의 기본 크기와 10 명 이상 이용 8시 1분의 비율의 화면 비율과 microstructures하십시오.
- 알루미늄 호일 접시에 CNT 마스터를 삽입하고, 샘플 빠져들 때까지 그릇에 PDMS를 부어.
- 15 분 동안 400mTorr에서 진공 및 가스를 제거하다에서 샘플을 놓습니다. 일단 거품이 (일반적으로 약 3 분 후에) PDMS에 형성하고 정기적으로 큰 거품을 터뜨릴 급속하게 압력을 증가시키기 시작한다.
- 20 분 동안 120 ° C에서 부정을 치료. 예제는하겠다 구조가 포함된 경우, 5h 동안 85 ° C에서 경화.
- 일단 다시 알루미늄 호일 보지, 치유와 손으로 부드러운 PDMS 부정에서 마스터를 구분합니다.
- 섬세한 구조를 복제하는 경우에 (tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydtoocyl) trichlorosilane의 100μL의 사악한 유리와 함께 건조기에 부정적인 배치12h를위한 400mTorr.
- 10 분 동안 400mTorr에서 PDMS 부정과 가스를 제거하다에 SU-8 2002 하거라.
- 65 (SU-8 부정 채워진) ° C를 4min 위해 다음 95에 ° C를 6h 위해 SU-8의 두꺼운 계층에서 용매를 증발한다. 샘플을 굽습니다
- 8min 95시 4min 후 ° C ~ 65 ° C에서 다시 20 대 구워위한 75mW/cm 2의 방사로 자외선에 샘플을 쉽게받을 수 있습니다.
- 마지막으로 수동으로 PDMS 부정로부터 SU-8 복제를 demold.
6. 대표 결과
그들의 densified 모양과 함께 대표 등 자체 개발한 CNT의 기둥 배열 (드 Volder 외에서 수정된 이미지입니다. 4) 그림 4에 표시됩니다. 10μm 이하의 두께로하겠다 기둥은 점차적으로 더욱 densification 동안 감소합니다 진직도을 감소했습니다. 반원 기둥 Densification가 큰 영역 (그림 4c) 이상의 균일한 구부러진 기둥을 초래할을 보여줘왔다. SU-8 Infiltration는 30μm의 간격 또는 아래의 SU-8 구조물 사이에 남아있을 수의 박막과 구조에 대해, 사이 CNT의 microstructures 내부에서 발생합니다. 여러 가지 저울에 자신의 복제본으로 복제 microstructures를 비교 SEM 이미지는 (Copic 외에서 수정된 이미지입니다. 5) 그림 6에 표시된하는 동안 복제 과정에서 중요한 단계의 사진은 그림 5에 표시됩니다. 왜곡된 구조 (드 Volder 외. 4에서 수정된 이미지), 높은 종횡비 벽, 그리고 다시 참가자 구조를 포함한 구조 형성의 관점에서 현재의 한계는, (Copic 외에서 수정된 이미지입니다. 5) 그림 7에 표시됩니다.
그림 1. 성장 CNT의 성장을위한 튜브 전기로 설치. () 시스템 개략도. 밀봉된 석영 튜브 내부에 실리콘 보트를 표시하는 오픈 커버 (B) 튜브 전기로 (온습 피셔 Minimite). (다) 실리콘 B성장 전후 표시된 샘플과 귀리는. 큰 그림을 보려면 여기를 누르십시오 .
그림 2. CNT의 microstructures (드 Volder 외으로부터 수정한 이미지입니다. 6)쪽으로 용매 증기의 응축 조절을위한 비커 설정의 () 도식. (b)는 CNT 샘플 기판은 끓는 아세톤을 통해 알루미늄 메쉬에 첨부.
그림 3. 대표 복제된 미세 배열의 공정 CNT의 microstructures의 복제 성형에 대한 흐름과 이미지가 미국의 쿼터 달러 동전에 비해.
capillar 전후 그림 4. 전형 CNT의 microstructuresY 성형. 원통형 CNT 기둥 () 전에 모세관 형성, 그리고 (b) 모세관 성형 후 (이미지 드 Volder 외에서 수정했습니다. 6) 배열의 약도와 SEM 이미지. Insets은 CNTs의 정렬 및 밀도를 보여줍니다. (다) Semicylindrical CNT 기둥은 densify 및 경사 광선 (조 외. 7 수정된 이미지) 성형, 성형 모세관 동안 기울. 큰 그림을 보려면 여기를 누르십시오 .
그림 5. CNT 부정적인 금형 제작 및 복제 주조의 주요 단계. () PDMS 부정적인 금형의 주조. (b)는 부정적인 주조 Degassing. (다) 수동 부정적으로 demolding와 SU-8 복제로 캐스팅.
그림 6.의 비교 (A) CNT/SU-8 마스터 및 넓은 지역 (Copic 외으로부터 수정한 이미지입니다. 5) 이상, 마이크로 스케일 형상과 nanoscale 질감 (즉, 측벽과 최고의 표면)의 높은 충실도 복제를 보여주는 (B) 복제 micropillar 구조. 클릭하십시오 여기에 큰 그림을 볼 수 있습니다 .
그림 7. 높은 가로 - 세로 비율 (하겠다)와 다시 참가자 CNT의 microstructures과 폴리머 복제품. () 해당 SU8-CNT 마스터 및 SU8 복제와 Densified CNT 벌집. (나) 석사 및 sloped CNT microwell의 복제 (이미지 Copic 외에서 수정했습니다. 5). (다) 석사 및 개별 구조의 복제와 트위스트 CNT의 micropillars을 (드 Volder 외. 4에서 수정된 이미지) Densified. 의 honeycombs는 () 400 nm의 20 μm의 높이의 벽 너비 있습니다.= "http://www.jove.com/files/ftp_upload/3980/3980fig7large.jpg"대상 = "_blank"> 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오.
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Discussion
리소그래피 patterning 및 CNT 촉매 기판의 준비는 간단하고 반복 사용할 수 있지만 지속적인 CNT의 성장을 달성하는 것은 CNT 숲의 높이 및 밀도가 주위 습도와 성장 튜브의 상태에 의해 영향을하는 방법에주의가 필요합니다. 우리의 경험에 의하면, 1000 μm의보다 큰 무늬 2 공정 조건의 작은 변동에 덜 민감합니다. 또한, 패턴 재생의 밀도 성장 밀도와 높이 8에 영향을줍니다. 성장 밀도와 높이가 약 20 % 이상의 채움 분율 (총 기판 면적으로 나누어 촉매의 총면적)와 패턴 큽니다. 또한, 그것은 성장 관 세척 및 축적된 탄소 침전물을 제거하는 연속적인 성장 사이의 튜브를 만들어 유지하는 필수적인 중요합니다. 튜브 베이킹은 공기 흐름의 100 sccm과 875 ° C에서 30 분 동안 튜브를 가열하여 수행됩니다. 또한, CNT의 성장 속도가 달라집니다온도, 가스 조성, 그리고 보일러에서 가스의 체류 시간에의. 따라서, 그것이 경험적으로 어떤 성장 시스템에서 'sweetspot "을 찾기 위해 종종 필요하며, 프로 시저에서 샘플의 위치가 여기에 언급은 우리의 튜브 전기로 및 프로세스 매개 변수 sweetspot을 기반으로합니다.
densification 이후 마스터 몰드 형성을위한 CNT 숲의 가장 중요한 속성들이 배열, 밀도를 포장하고, 기판에 접착합니다. CNT의 microstructures는 산소 플라즈마에 대한 간단한 노출로 새겨져 때, 얽힌 CNTs의 맨 위에 "지각"이 제거됩니다. 이 지각은 laterally CNT 숲을 constrains, 따라서 지각을 제거하는 것은 CNTs보다 densification을 가능하게하고, densification 단계 동안 CNTs 사이에서 발생하는 전표의 금액을 증가시킵니다. 또한, CNT의 직경은 촉매 필름 두께에 의해 조정 및 CVD 쿵푸로 탄화 수소 소스의 분사 앞에 어닐링 조건에 의해 수rnace 9. 어닐링 조건을 조정하고 선택 CNTs을 식각함으로써, 우리는 30X 6 ~ 약 5 배에서 densification 계수으로 맞춰져있다. 그리고, 기판에 CNTs의 유착이 빠르게 즉시 프로그래밍된 성장 시간의 결론 후에 성장 분위기에서 기판을 냉각함으로써 개선되었습니다. 이 경우에는 용광로가 인클로저가 열립니다과 성장 가스 혼합물 여전히 노 튜브를 통해 흐르는 상태에서 히터 전원이 꺼져 있습니다. 이러한 세부 사항은 여기에 인용된 다른 출판물에 철저하게 논의하고 있습니다.
일관성있는 CNT의 densification을 달성하기 위해, 하나는 기판에 과도한 용제 응축을 방지해야합니다. 과도한 응축이 평평하거나하겠다의 microstructures을 delaminate, 워프 수있는 침수되는 CNT 구조를 일으 킵니다. 완전히 CNTs를 densify하는 결로의 필요한 금액은 microstructures의 높이 및 밀도 모두에 따라 달라집니다. 우리 practi에서CE, 용매 결로의 금액은 기판 전체 용매 그 스위프의 "파도"의 개수를 세어 감시하고 있습니다. 화려한 파도 기판에 농축 액체의 박막에 의한 광 간섭 패턴을 나타냅니다. 치수 10-100 μm의 전형적인 microstructures의 경우, 1 사이 5 물결은 우리의 설정에 필요합니다. 따라서 비커에있는 용매의 양은 그에 따라 선택할 수있다, 또는 파도 원하는 번호를 통과한 후 시료가 비커에서 제거될 수 있습니다.
마스터 몰드 형성은 SU-8 침투와 SU-8-CNT의 nanocomposite의 형성에 크게 의존. SU-8 침투 인해 SU-8에 의한 CNTs의 wetting 쉽게 달성이다. SU-8 점성과 회전 속도의 선택은 SU-8 부피 분율 및 마스터 구조의 측벽의 매끄러운를 결정합니다. SU-8 개별 CNT 구조로 wicks하고, 구조 사이의 간격에 따라 5 월 알그래서 CNT 구조 사이의 공간에 등심. 이것의 박막을 초래할 수 SU-8 밀접하게 간격 구조물 사이에 남아,이 필름의 두께는 SU-8 점성과 회전 속도를 선택하여 조정하실 수 있습니다. 10 ~ 300μm까지 높이와 0.2 ~ 20까지 가로 세로 비율과 완전히 침투 구조에 명시된 바와 같이 회전 속도 결과. 이러한 공정 조건 CNT 구조의 표면 질감을 보존, 즉 측벽과 최고의 표면이 불룩한 초과 SU-8로 바깥쪽으로하지.
PDMS 부정의 진공 주조는 강력한 과정이며, 가교제의 비율 및 양생 조건에 초기 단량체에 따라 달라집니다. 10시 1분 단량체의 비율 : 크로스 링커는 대부분 주물에 사용되지만, 높은 수율이나 들어가는 구조로 캐스팅하겠다 구조 (AR> 10) 도전 남아있다. 하겠다 구조는 증가 강성과 부정의 감소 유착으로 인해 8시 1분의 혼합 비율을 필요로합니다. 같은 demolding 에이전트,플루오르 실란 10, 더욱 마스터 demolding 동안 microstructures 크게 증가 항복에 스트레스를 최소화, 필요한 분리 력을 줄이기 위해 사용될 수 있습니다. 복제본을 주조 때, degassing은 장기 베이킹으로 인해 필요하지 않습니다. Degassing은 SU-8 용매의 비 균일 증발로 인해 일관성없는 복제로 이어질 것으로 판명되었다.
CNT 마스터 기술의 주요 장점은 계층적 텍스쳐, 높은 가로 세로 비율 및 sloped 또는 곡선 형태로 강력한 마스터 기능을 형성하는 기능입니다. 그러나, 이것은 CNT의 성장 조건에주의 조정이 균일하고 일관성 시작 패턴, 실천 모세관 성형 단계의 숙달과 높은 충실도에게 마스터 모양의 사본을 제공하기 위해 SU-8 침투 및 복제 단계의 구현을 달성하기 위해 필요합니다. 정확한 매개 변수는 원하는 구조의 형상에 따라 달라질 수 있으며 많은 트라이를 반복 때까지 이해되지 않을 수도 있습니다ALS가 수행됩니다. 또한, 때문에 성형 모세관에 의한 densification의 금액 CNTs의 밀도와 진직도에 따라, densified CNT 구조의 정확한 치수의 예언은 보정 실험은 densification 계수를 결정하기 위해 필요합니다. 그럼에도 불구하고, 우리의 방법은 계층적으로 질감 및 / 또는 3D 폴리머 기능을 원하는 경우 중요한 장점을 가지고, 및 / 또는 CNT 구조의 향상된 특성 (프로세스의 모든 끝점에서) 원하는 경우 수 있습니다. 이러한 향상된 특성은 기계적 견고, 마스터 구조의 열 또는 전기 전도성, 또는 CNT 기능 자체의 같은 속성을 포함할 수 있습니다.
결론적으로, 우리는 정확하게, 모세관 형성을 사용하여 이기종 CNT를 microstructures 형성을 침투하고, 이후 SU-8에서 그들을 복제할 수있는 다양한 과정을 보여주었다. 이전 작품에서 우리는 25 배 복제 시퀀스를 보여준 것은없이 가능복제 5의 음수 또는 충실도 감소로 Y 손상. 우리의 프로세스는 복제본에게 재료의 다양한 대신 미래에 사용될 수를 캐스팅하기 위해 복제 성형을 기반으로하기 때문에 SU-8 PU, PMMA, PDMS, 심지어 저온 금속 포함합니다. 다른 nanoscale 필라멘트 (예, 무기 나노 와이어, biofilaments)로 만든 기타 CNT의 성장 과정과 구조가 잠재적으로뿐만 아니라 소설 마스터 몰드 아키텍처 프레임 워크 역할을 수 있습니다.
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Disclosures
관심의 어떠한 충돌 선언 없습니다.
Acknowledgments
이 연구는 국립 과학 재단 (CMMI-0927634)의 Nanomanufacturing 프로그램에 의해 지원되었다. Davor Copic는 미시간 대학에서 Rackham의 기능장 원정대 프로그램에 의해 부분적으로 지원되었다. Sameh Tawfick는 Rackham Predoctoral 원정대의 부분적인 지원을 인정한다. 플랜더스 (FWO) - 마이클 드 Volder은 과학적 연구를위한 벨기에의 기금에 의해 지원되었다. Microfabrication는 국가 나노기술 인프라 네트워크의 구성 원인 Lurie의 Nanofabrication 시설 (LNF)에서 수행되었다, 그리고 전자 현미경은 미시간 전자 Microbeam 분석 연구소 (EMAL)에서 수행되었다.
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 |
References
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