Summary
हम खड़ी गठबंधन कार्बन नैनोट्यूब (CNTs), और संगठित nanoscale सतह बनावट के साथ बहुलक microstructures के उत्पादन के लिए उनके गुरु molds के रूप में उपयोग के नमूनों की microstructures निर्माण के लिए तरीके प्रस्तुत करते हैं. CNT के जंगलों विलायक का संक्षेपण द्वारा सब्सट्रेट है, जो काफी उनके पैकिंग घनत्व बढ़ जाती है और 3 डी आकार का गठन आत्म निर्देशित सक्षम बनाता है पर densified कर रहे हैं.
Protocol
1. उत्प्रेरक patterning
- एक 3000Å मोटी सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत के साथ कम से कम एक पक्ष के साथ पॉलिश (100) सिलिकॉन वफ़र, मोल. वैकल्पिक रूप से, आप एक नंगे सिलिकॉन वफ़र अधिग्रहण और वफ़र के पर 3000Å सिलिकॉन डाइऑक्साइड बढ़ने कर सकते हैं. सभी नीचे वर्णित प्रसंस्करण वफ़र पॉलिश ओर पर किया जाता है.
- 4s के लिए 500rpm पर 3000rpm 30 के लिए तो HMDS की एक परत, Spincoat. HMDS वफ़र और photoresist के बीच आसंजन को बढ़ावा देता है.
- 3000rpm 30 के लिए में तो 500rpm 4s के लिए SPR-220-3 परत, Spincoat के.
- सेंकना 90 के दशक के लिए 115 ° सी में एक hotplate पर वफ़र.
- उत्प्रेरक patterning के लिए वांछित मुखौटा का उपयोग, यूवी प्रकाश के 405 एनएम में 20 मेगावाट / 2 सेमी के एक कठिन mode.1.6 संपर्क में 6s के लिए विकिरण के साथ वफ़र) बनाओ एक hotplate पर 115 पर फिर से वफ़र ° सी 90 के दशक के लिए (के बाद का पर्दाफाश सेंकना जोखिम).
- 60 AZ-300 MIF डेवलपर का उपयोग करने के लिए उजागर photoresist का विकास करना.
- कुल्लाडि पानी में 60 के दशकों के लिए वफ़र.
- जमा 10nm अल 2 3 हे 1nm Fe के द्वारा ई - बीम वाष्पीकरण या sputtering के द्वारा पीछा किया.
- मैन्युअल रूप से और लगभग 20 टुकड़े × 20 मिमी या छोटे में तोड़ वफ़र मुंशी.
- 1L एसीटोन की 100ml युक्त बीकर में वफ़र टुकड़े भिगोने द्वारा photoresist की लिफ्ट बंद प्रदर्शन, जबकि बीकर 6 सत्ता में 8min (शिखा 1100D Ultrasonics) के लिए एक अल्ट्रासोनिक स्नान में रखा गया है.
- निपटाने और एसीटोन की जगह और एक ही सेटिंग्स के साथ फिर से sonicate.
- Isopropanol (आईपीए) के साथ एक बीकर वफ़र टुकड़े स्थानांतरण, तो 2min के लिए सोख.
- आईपीए से वफ़र टुकड़े व्यक्तिगत निकालें चिमटी का उपयोग कर. एक सज्जन नाइट्रोजन एक हाथ में नोक का उपयोग कर धारा के साथ प्रत्येक टुकड़ा सूखी.
2. CNT के विकास
- एक नंगे (या ऑक्साइड - लेपित) सिलिकॉन वफ़र और मैन्युअल मुंशी मोल और लगभग 22 आयामों के साथ एक टुकड़ा × 75 मिमी को तोड़ने. इस "नाव"समर्थन और ट्यूब भट्ठी में उत्प्रेरक लेपित वफ़र टुकड़े लोड किया जाएगा. नाव लदान और उतराई के दौरान वफ़र टुकड़े पकड़ करने के लिए बहुत उपयोगी है, लेकिन विकास प्रक्रिया में एक भूमिका नहीं खेलना है. सिद्धांत रूप में नाव किसी भी सामग्री है कि CNT के विकास शर्तों के तहत रासायनिक और स्थिर thermally है हो सकता है.
- , अग्रणी धार से नाव 30mm पर उत्प्रेरक लेपित वफ़र टुकड़े विकास substrates के एक वांछित संख्या रखें.
- ट्यूब में वृद्धि substrates के साथ नाव लोड करें. ऐसी है कि अग्रणी धार भट्ठी thermocouple के 30mm नीचे की ओर स्थित है, एक स्टेनलेस स्टील या क्वार्ट्ज धक्का रॉड का उपयोग कर ट्यूब में नाव धक्का. इस 30mm स्थिति के sweetspot "जो हमारे भट्ठी में उच्चतम CNT विकास दर देता है. यह उपयोगकर्ता तंत्र के लिए इस स्थिति को निर्धारित करने के लिए आवश्यक उपयोगकर्ता के उपकरण और उद्देश्यों (जैसे, CNT विकास दर या घनत्व के अधिकतमकरण) के आधार पर, हो जाएगा.
- कनेक्टअंत टोपियां, ट्यूब सील. देखभाल के लिए नाव या नमूनों सिलिकॉन टुकड़े की स्थिति को परेशान नहीं लिया जाना चाहिए. नोट: CNT के विकास अत्यधिक ट्यूब के अंदर स्थिति के प्रति संवेदनशील है.
- 5min के लिए हीलियम की 1000sccm साथ कमरे के तापमान पर क्वार्ट्ज ट्यूब फ्लश.
- जबकि हाइड्रोजन और हीलियम के 100sccm के 400sccm बह, 10min में 775 डिग्री सेल्सियस तक तापमान, रैंप और फिर 10min के लिए प्रवाह और तापमान पकड़. यह कदम फिल्म रासायनिक लोहे के आक्साइड से लोहे को कम करने के लिए, और नैनोकणों में dewet के कारण बनता है.
- 100sccm और हीलियम प्रवाह दर 400sccm हाइड्रोजन प्रवाह की दर बदलने के लिए, जबकि ethylene के 100sccm जोड़ने के भट्ठी और 775 पर बनाए रखने के डिग्री सेल्सियस के CNTs विकसित करने के लिए. CNTs की ऊंचाई के इस कदम की अवधि के द्वारा नियंत्रित किया जाता है.
- CNT के विकास को रोकने और नमूना शांत, मैन्युअल रूप से क्वार्ट्ज ट्यूब नीचे की ओर स्लाइड जब तक उत्प्रेरक चिप्स भट्ठी इन्सुलेशन के लगभग 1cm नीचे की ओर स्थित हैं. देखभाल का उपयोग करेंपिछले चरण में के रूप में एक ही प्रवाह और भट्ठी सेट बिंदु तापमान 15 मिनट के लिए, को बनाए रखने.
- 5min के लिए हीलियम की 1000sccm साथ ट्यूब से पहले नमूने को पुन: प्राप्त करने, और भट्ठी बंद करने के लिए फ्लश.
3. CNT के densification
- डबल पक्षीय टेप का एक टुकड़ा 6.25mm व्यास छेद के साथ एक 0.8mm मोटी एल्यूमीनियम जाल करने के लिए लागू होते हैं. सुनिश्चित करें कि जाल एक 1L बीकर के खोलने से भी बड़ा है और टेप लगभग जाल पर केंद्रित है.
- माउंट टेप पर CNTs के साथ सिलिकॉन वफ़र टुकड़ा तो CNT के microstructures ऊपर की ओर का सामना कर रहे हैं.
- एक 1L बीकर में 100ml एसीटोन डालो और एक धूआं हुड के अंदर एक गर्म थाली पर बीकर जगह है. गर्म थाली सेट करने के लिए 110 ° सी. के एक सतह के तापमान को प्राप्त करने रुको जब तक एसीटोन उबलते शुरू होता है. हम ध्यान दें कि हमारे hotplate पर, 150 की एक सेटिंग डिग्री सेल्सियस सतह पर 110 ° सेल्सियस प्राप्त करने के लिए आवश्यक था. एसीटोन के उबलते बिंदु ज्यादा (लगभग 56 डिग्री सेल्सियस) कम है लेकिन हम fou हैएन डी है कि ऊंचा तापमान एसीटोन और अधिक जल्दी से उबाल करने की अनुमति दी, और बीकर के sidewalls गर्म, बीकर के भीतर संक्षेपण को रोकने.
- ऐसी है कि घुड़सवार नमूना नीचे की ओर का सामना करना पड़ रहा है बीकर पर एल्यूमीनियम जाल रखें.
- बीकर की ओर बढ़ती वाष्प सामने किसी भी तेजी से उतार - चढ़ाव का नोट और धूआं हुड सैश स्तर को समायोजित करने के लिए वाष्प सामने स्थिर.
- एक बार वाष्प सामने बीकर के शीर्ष दृष्टिकोण, सिलिकॉन सब्सट्रेट की सतह पर स्पष्ट रंग परिवर्तन देखने. इंद्रधनुष की तरह पैटर्न दिखाई और पूरी सतह भर में झाड़ू जाएगा. यह सतह पर बनाने जब भाप ठंडा सतह के साथ संपर्क में आता है विलायक की एक पतली फिल्म का प्रतीक है.
- एक बार पर्याप्त विलायक जमा किया गया है, जाल लेने के लिए और नमूने के उन्मुखीकरण को बदलने के बिना, यह पकड़ दूर उबलते विलायक से जब तक जमा विलायक दूर हवा हो गया है. समय की राशि निर्धारित की जाती है empirically और CNT संरचनाओं के आकार की दूरी पर आधारित है. यह आगे चर्चा में संबोधित किया है.
- बीकर से जाल निकालें, और ध्यान से डबल पक्षीय टेप से नमूना बंद छील, एक रेजर ब्लेड का उपयोग कर. अत्यंत सावधानी के इस कदम पर लिया जाना चाहिए के रूप में इसे हटाने के दौरान नमूना तोड़ने के लिए आसान है.
4. CNT के मास्टर मोल्ड निर्माण
- पूल SU-8 2002 densified CNT के microstructures पर. 10s के लिए 500rpm पर नमूना स्पिन करने के लिए, फिर 30 के लिए 3000rpm पर.
- 65 ° C पर 2 मिनट और 95 पर तो ° 4 मिनट के लिए सी के लिए नमूना बनाओ.
- यूवी प्रकाश के साथ 20 के लिए 2 75mW/cm की एक विकिरण नमूना बेनकाब.
- नमूना फिर 2 मिनट में 95 तो ° सी 4 मिनट के लिए के लिए 65 ° C पर बनाओ.
5. प्रतिकृति मोल्डिंग
- अगर नाजुक संरचनाओं नकल, desiccator में एक की 100μL (tridecafluoro-1, 1,2,2, tetrahydtoocyl नीच गिलास के साथ मास्टर जगह12H के लिए) 400mTorr पर trichlorosilane.
- पार linker: 1g (184 Sylgard) PDMS की कुल monomer के 10:01 के अनुपात के साथ, मिश्रण. कुछ micrometers के एक बेस के आकार और 10 या उससे अधिक उपयोग 08:01 के अनुपात का एक पहलू अनुपात के साथ microstructures के लिए.
- एक एल्यूमीनियम पन्नी पकवान में CNT के मास्टर प्लेस, और पकवान में PDMS डालना तक नमूना जलमग्न है.
- निर्वात और 400mTorr के degas में 15 मिनट के लिए नमूना रखें. एक बार बुलबुले PDMS में फार्म (आमतौर पर के बारे में 3 मिनट के बाद) समय - समय पर तेजी से दबाव बढ़ाने के लिए बड़े बुलबुले फट शुरू करते हैं.
- 120 डिग्री सेल्सियस पर 20 मिनट के लिए नकारात्मक इलाज. अगर नमूना हर संरचनाओं, 5 के लिए 85 ° C पर इलाज.
- एक बार वापस एल्यूमीनियम पन्नी छील ठीक है, और नरम PDMS नकारात्मक से हाथ से गुरु अलग.
- यदि नाजुक संरचनाओं नकल desiccator में (tridecafluoro-1, 1,2,2, tetrahydtoocyl) - trichlorosilane 100μL की नीच पर गिलास के साथ साथ नकारात्मक जगह12H के लिए 400mTorr.
- PDMS नकारात्मक और 400mTorr के degas में 10min के लिए SU-8 2002 डालो.
- नमूना सेंकना (एसयू 8 नकारात्मक भरा) 65 पर ° 4min के लिए सी, तो में 95 डिग्री सेल्सियस 6 के लिए SU - 8 की मोटी परत से विलायक लुप्त हो जाना है.
- 2 75mW/cm के एक विकिरण साथ में 20 और सेंकना के लिए पराबैंगनी प्रकाश करने के लिए नमूना फिर से 65 ° C पर 8min के लिए बेनकाब 4min और फिर 95 डिग्री सेल्सियस के लिए.
- पिछले है, स्वयं SU-8 PDMS नकारात्मक से प्रतिकृति demold.
6. प्रतिनिधि परिणाम
प्रतिनिधि उनके densified आकार के साथ साथ के रूप में विकसित CNT स्तंभ सरणियों चित्रा 4 में दिखाया जाता है (डी Volder एट अल से संशोधित छवि 4.). 10μm या छोटे की मोटाई के साथ हर खंभे उत्तरोत्तर सीधा पन है, जो आगे densification दौरान कम है कम है. Semicircular स्तंभों की densification बड़े क्षेत्रों (छवि 4c) पर एक समान तुला स्तंभों में परिणाम दिखाया गया है. SU-8 मैंnfiltration CNT के microstructures के बीच में और अंदर में 30μm का रिक्ति या नीचे SU-8 संरचनाओं के बीच रह सकती है की एक पतली फिल्म के साथ संरचनाओं के लिए होता है. प्रतिकृति प्रक्रिया में महत्वपूर्ण कदम की फोटो चित्रा 5 में दिखाया जाता है, जबकि SEM के उनके प्रतिकृतियां के विभिन्न पैमाने पर दोहराया microstructures की तुलना छवियों 6 चित्र में दिखाया जाता है (Copic एट अल से संशोधित छवि 5.). संरचना गठन के मामले में वर्तमान सीमा, सहित मुड़ संरचनाओं (डी Volder एट अल 4. से संशोधित छवि), उच्च पहलू अनुपात दीवारों, और पुन: प्रवेशी संरचनाओं, 7 चित्र में दिखाया जाता है (Copic एट अल से संशोधित छवि 5.).
चित्रा 1 ट्यूब विकास CNT के विकास के लिए भट्ठी सेटअप. (क) सिस्टम योजनाबद्ध. (ख) ट्यूब (Minimite थर्मो फिशर) खुला कवर सील क्वार्ट्ज ट्यूब के अंदर सिलिकॉन नाव को दिखाने के साथ भट्ठी,. (ग) सिलिकॉन खनमूने, विकास के पहले और बाद में दिखाया के साथ जई. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहाँ क्लिक करें .
चित्रा 2 (क) CNT के microstructures (डी Volder एट अल से संशोधित छवि 6.) पर विलायक वाष्प नियंत्रित संक्षेपण के लिए बीकर सेटअप के योजनाबद्ध. (ख) CNT के नमूना सब्सट्रेट उबलते एसीटोन पर एल्यूमीनियम जाल से जुड़ी है.
चित्रा 3. CNT के microstructures की प्रतिकृति ढलाई के लिए प्रक्रिया का प्रवाह, और प्रतिनिधि दोहराया microstructure की सरणी की छवि को अमेरिकी तिमाही डॉलर सिक्के की तुलना में.
चित्रा 4 capillar से पहले और बाद अनुकरणीय CNT के microstructuresवाई बनाने. सरणी के बेलनाकार CNT के खंभे () से पहले केशिका बनाने, और (ख) केशिका गठन के बाद (छवि डी Volder एट अल से संशोधित 6) के योजनाबद्ध और SEM छवियों. Insets संरेखण और CNTs के घनत्व दिखा. (ग) Semicylindrical CNT के खंभे घना और केशिका दौरान झुकाव बनाने, इच्छुक बीम (झाओ एट अल 7. से संशोधित की छवि) के गठन. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहाँ क्लिक करें .
चित्रा 5 CNT के नकारात्मक मोल्ड निर्माण और प्रतिकृति कास्टिंग प्रमुख कदम है. (क) PDMS नकारात्मक मोल्ड कास्टिंग. (ख) नकारात्मक मोल्ड के degassing. (ग) मैनुअल नकारात्मक demolding, और र-8 प्रतिकृति की कास्टिंग.
(क) 6 चित्रा की तुलना करें पर क्लिक करें CNT/SU-8 मास्टर और (ख) प्रतिकृति micropillar उच्च विश्वस्तता प्रतिकृति सूक्ष्म पैमाने पर आकार और nanoscale बनावट (यानी, sidewalls और ऊपर की सतह) के एक बड़े क्षेत्र (Copic एट अल से संशोधित छवि 5.) पर, दिखा संरचनाओं. यहाँ बड़ा आंकड़ा देखने के लिए .
7 चित्रा (हरियाणा) उच्च पहलू अनुपात और पुन: प्रवेशी CNT के microstructures और उनके बहुलक प्रतिकृतियां. (क) इसी SU8 CNT के मास्टर और SU8 प्रतिकृति के साथ Densified CNT के मधुकोश. (ख) मास्टर और sloped CNT के microwell की प्रतिकृति (छवि से संशोधित Copic एट अल.) 5. (ग) गुरु और व्यक्तिगत संरचना की प्रतिकृति के साथ मुड़ CNT के micropillars, डी Volder एट अल 4. से संशोधित छवि Densified. में honeycombs (क) 400 एनएम और 20 माइक्रोन की ऊंचाई की दीवार की चौड़ाई है.= "Http://www.jove.com/files/ftp_upload/3980/3980fig7large.jpg" लक्ष्य = "_blank" बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.
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Discussion
Lithographic patterning और CNT के उत्प्रेरक substrates की तैयारी सरल और repeatable है, तथापि, कैसे ऊंचाई और CNT के जंगलों के घनत्व परिवेश नमी और विकास ट्यूब की हालत से प्रभावित कर रहे हैं संगत CNT के विकास को प्राप्त करने के लिए सावधान ध्यान देने की आवश्यकता है. हमारे अनुभव में, 1000 माइक्रोन से बड़ा पैटर्न कम 2 प्रसंस्करण की स्थिति में छोटे उतार चढ़ाव के प्रति संवेदनशील हैं. इसके अलावा, पैटर्न नाटकों का घनत्व वृद्धि घनत्व और 8 ऊंचाई को प्रभावित करता है. विकास घनत्व और ऊंचाई भरने के अंश (कुल सब्सट्रेट क्षेत्र से विभाजित उत्प्रेरक का कुल क्षेत्र) लगभग 20% से अधिक के साथ पैटर्न के लिए बड़ा है. इसके अलावा, यह महत्वपूर्ण है रखने के लिए महत्वपूर्ण वृद्धि ट्यूब साफ और बाहर लगातार वृद्धि के लिए संचित कार्बन जमा हटाने के बीच ट्यूब सेंकना. ट्यूब पाक के 30 मिनट के लिए 875 डिग्री सेल्सियस में हवा के प्रवाह के 100 SCCM के साथ ट्यूब हीटिंग के द्वारा किया जाता है. इसके अलावा, CNT विकास दर निर्भरतापमान, गैस संरचना, और गैस की भट्ठी में निवास समय पर है. इस प्रकार, यह अक्सर करने के लिए आवश्यक empirically किसी भी विकास प्रणाली में sweetspot "खोजने के, और प्रक्रिया में नमूनों की नियुक्ति यहां कहा हमारे ट्यूब भट्ठी और प्रक्रिया पैरामीटर के लिए sweetspot आधारित है.
हमारे CNT वनों के densification और बाद मास्टर ढालना गठन के लिए सबसे महत्वपूर्ण गुण उनके संरेखण, पैकिंग घनत्व, और सब्सट्रेट करने के लिए आसंजन हैं. जब CNT microstructures ऑक्सीजन प्लाज्मा संक्षिप्त जोखिम से etched हैं, पेचीदा CNTs के शीर्ष परत हटा दिया जाता है. इस परत CNT के जंगल laterally constrains, और इसलिए परत को हटाने CNTs के अधिक से अधिक densification सक्षम बनाता है, और कि densification चरण के दौरान के CNTs बीच होता है पर्ची की राशि बढ़ जाती है. इसके अलावा, CNT व्यास उत्प्रेरक फिल्म मोटाई द्वारा tuned किया जा सकता है, और annealing के शर्तों है कि सीवीडी फू के लिए हाइड्रोकार्बन स्रोत का इंजेक्शन आरंभ द्वारा9 rnace. द्वारा annealing के शर्तों ट्यूनिंग और वैकल्पिक के CNTs नक़्क़ाशी, हम से लगभग 6 30x 5X densification कारक देखते हैं. और CNTs के आसंजन सब्सट्रेट करने के लिए तेजी से विकास वातावरण में क्रमादेशित विकास समय के समापन के बाद तुरंत substrates के ठंडा करके बढ़ाया है. इस मामले में, भट्ठी संलग्नक खोला है और हीटर बिजली बंद कर दिया है जबकि अभी भी वृद्धि गैस मिश्रण भट्ठी ट्यूब के माध्यम से बह रहा है. ये जानकारी अच्छी तरह से इस के साथ साथ हमारे अन्य उद्धृत प्रकाशनों में चर्चा कर रहे हैं.
आदेश में लगातार CNT के densification प्राप्त करने के लिए, एक सब्सट्रेट पर अत्यधिक विलायक संक्षेपण से बचना चाहिए. अत्यधिक संक्षेपण CNT संरचनाओं के कारण पानी भर गया है, जो ताना, समतल, या हर microstructures delaminate कर सकते हैं. संक्षेपण के लिए आवश्यक राशि के CNTs के लिए पूरी तरह से घना दोनों और microstructures की ऊंचाई घनत्व पर निर्भर करता है. हमारे व्यावहारिकCE, विलायक संघनन की राशि के सब्सट्रेट भर विलायक कि झाडू की "तरंगों" की संख्या की गणना के द्वारा नजर रखी है. रंगीन लहरों ऑप्टिकल हस्तक्षेप सब्सट्रेट पर गाढ़ा तरल की पतली फिल्म के कारण पैटर्न का प्रतिनिधित्व करते हैं. 10-100 माइक्रोन के आयामों के साथ ठेठ microstructures के लिए, 1 और 5 के बीच लहरों हमारे सेटअप में आवश्यक हैं. इसलिए, बीकर में विलायक की राशि के हिसाब से चुना जा सकता है, या नमूना बीकर से हटाया जा सकता है के बाद लहरों की वांछित संख्या बीत चुका है.
मास्टर ढालना गठन SU-8 घुसपैठ और nanocomposite SU-8-CNT के गठन पर अत्यधिक निर्भर है. SU - 8 घुसपैठ आसानी से SU-8 के CNTs गीला के कारण प्राप्त है. SU-8 चिपचिपापन और स्पिन गति का चयन SU-8 मात्रा अंश और मास्टर संरचना के sidewalls की चिकनाई निर्धारित करता है. SU-8 व्यक्तिगत CNT संरचनाओं में wicks, और संरचनाओं के बीच की रिक्ति के आधार पर, हो सकता है अलइतना CNT संरचनाओं के बीच रिक्त स्थान में बाती. यह की एक पतली फिल्म में परिणाम हो सकते हैं SU-8 निकट दूरी संरचनाओं के बीच में शेष है, और इस फिल्म की मोटाई SU-8 चिपचिपापन और स्पिन की गति का चयन करके tuned किया जा सकता है. 300μm से 10 से लेकर हाइट्स के साथ और पहलू अनुपात के साथ 0.2 से 20 के लिए पूरी तरह से घुसपैठ संरचनाओं में कहा स्पिन गति परिणाम. ये प्रक्रिया की स्थिति CNT संरचनाओं की सतह बनावट बनाए रखने के लिए, यानी, sidewalls और शीर्ष सतहों उभाड़ना अतिरिक्त र-8 के साथ जावक नहीं है.
PDMS नकारात्मक वैक्यूम कास्टिंग एक मजबूत प्रक्रिया है और प्रारंभिक monomer के पार linker अनुपात और इलाज की स्थिति पर निर्भर करता है. 10:01 monomer के अनुपात: पार linker के सबसे कास्टिंग के लिए प्रयोग किया जाता है, तथापि, कास्टिंग उच्च उपज या रैत्रांत संरचनाओं के साथ हर संरचनाओं (ए.आर.> 10) चुनौती बनी हुई है. हर संरचनाओं 8:01 का एक मिश्रण अनुपात बढ़ कठोरता और नकारात्मक कम आसंजन के कारण की आवश्यकता होती है. इस तरह के रूप में एक एजेंट, demoldingfluorinated silane 10, आगे जुदाई बल की आवश्यकता को कम करने, demolding दौरान मास्टर microstructures और उपज बहुत बढ़ रही है पर तनाव कम से कम इस्तेमाल किया जा सकता है. जब प्रतिकृतियां कास्टिंग, degassing आवश्यक लंबे समय तक पकाना के कारण नहीं है. Degassing के असंगत प्रतिकृति करने के लिए नेतृत्व, गैर वर्दी SU - 8 विलायक के वाष्पीकरण के कारण पाया गया.
CNT के मास्टर प्रौद्योगिकी का मुख्य लाभ के के पदानुक्रमित बनावट, उच्च पहलू अनुपात, और sloped या घुमावदार आकार के साथ मजबूत मास्टर सुविधाओं के रूप में करने की क्षमता है. हालांकि, इस CNT के विकास की स्थिति के सावधान ट्यूनिंग वर्दी और लगातार शुरू पैटर्न, केशिका गठन कदम और SU-8 घुसपैठ और नकल करने के लिए उच्च विश्वस्तता मास्टर आकार की प्रतियां देने के कदम के कार्यान्वयन के व्यावहारिक महारत हासिल करने के लिए की आवश्यकता है. सटीक मापदंडों वांछित संरचनाओं की ज्यामिति के आधार पर भिन्न हो सकता है, और नहीं समझ सकता है जब तक कई त्रि चलने काए एल एस प्रदर्शन कर रहे हैं. इसके अलावा, क्योंकि गठन केशिका कारण densification की राशि और CNTs के घनत्व सीधा पन पर निर्भर करता है, densified CNT संरचनाओं की सटीक आयामों की भविष्यवाणी के अंशांकन प्रयोगों densification कारक निर्धारित करने के लिए की आवश्यकता होगी. फिर भी, हमारे विधि महत्वपूर्ण लाभ है अगर पदानुक्रम textured और / या 3 डी बहुलक सुविधाओं वांछित हैं, हो सकता है और / या अगर CNT संरचनाओं का बढ़ाया गुण प्रक्रिया में किसी भी endpoint में वांछित हैं. इन बढ़ाया गुण यांत्रिक मजबूती, गुरु संरचनाओं के थर्मल या विद्युत चालकता, या CNT के स्वयं सुविधाओं के किसी भी तरह गुण शामिल हो सकते हैं.
अंत में, हम ठीक करने के लिए विषम CNT के फार्म, केशिका बनाने का उपयोग कर microstructures उन्हें घुसपैठ, और बाद में उन्हें SU - 8 में दोहराने के लिए एक बहुमुखी प्रक्रिया से पता चला है. हमारे पिछले काम में हम एक प्रतिकृति अनुक्रम 25 गुना से पता चला है एक के बिना संभव हैy 5 प्रतिकृतियां में नकारात्मक या निष्ठा में कमी करने के लिए क्षति. क्योंकि हमारे प्रक्रिया प्रतिकृति ढलाई पर आधारित है प्रतिकृतियां के बजाय भविष्य में इस्तेमाल किया जा सकता है सामग्री की एक किस्म डाली SU - 8 पु, PMMA, PDMS, और यहां तक कि कम तापमान धातुओं सहित. CNT के विकास की अन्य प्रक्रियाओं और संरचनाओं अन्य के nanoscale filaments के (जैसे, अकार्बनिक, nanowires biofilaments) से बना संभावित उपन्यास के रूप में अच्छी तरह से मास्टर ढालना आर्किटेक्चर के ढांचे के रूप में सेवा कर सके.
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Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Acknowledgments
इस अनुसंधान के राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन (CMMI 0,927,634) की nanomanufacturing कार्यक्रम के द्वारा समर्थित किया गया. Davor Copic भाग में मिशिगन विश्वविद्यालय में Rackham मेरिट फैलोशिप कार्यक्रम के द्वारा समर्थित किया गया. समेह Tawfick Rackham predoctoral फैलोशिप से आंशिक समर्थन मानता. फ़्लैंडर्स (FWO) - माइकल डी Volder के वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए बेल्जियम फंड द्वारा समर्थित किया गया था. Microfabrication Lurie Nanofabrication (LNF) के सुविधा है, जो राष्ट्रीय नैनो इंफ्रास्ट्रक्चर नेटवर्क का एक सदस्य है पर प्रदर्शन किया था, और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी मिशिगन इलेक्ट्रॉन Microbeam विश्लेषण प्रयोगशाला (EMAL) में प्रदर्शन किया था.
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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