Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Engineering
Click here for the English version

Engineering

Fabrikasjon, Fortetting, og Replica Molding av 3D karbon nanorør mikrostrukturer

Published: July 2, 2012 doi: 10.3791/3980
Automatic Translation
1, 1, 1, 2, 1
1Mechanosynthesis Group, Department of Mechanical Engineering, University of Michigan, 2IMEC, Belgium

Summary

Vi presenterer metoder for fabrikasjon av mønstrede mikrostrukturer med vertikalt karbon nanorør (CNTs), og deres bruk som master former for produksjon av polymer mikrostrukturer med organisert nanonivå overflate tekstur. CNT skogene er fortettet av kondensasjon av løsemiddel på underlaget, som i betydelig grad øker deres pakketetthet og muliggjør selvstyrt dannelse av 3D-former.

Abstract

Innføring av nye materialer og prosesser for å microfabrication har i stor grad, aktiveres mange viktige fremskritt i mikrosystemer, lab-on-a-chip-enheter, og deres applikasjoner. Spesielt ble det muligheter for kostnadseffektiv produksjon av polymer mikrostrukturer forvandlet ved bruk av myke litografi og andre micromolding teknikker 1, 2, og dette ledet en revolusjon i anvendelser av microfabrication til biomedisinsk ingeniør og biologi. Likevel er det utfordrende å dikte mikrostrukturer med veldefinerte nanoskala overflatestrukturer, og å dikte vilkårlige 3D-former på mikro-skala. Robusthet av master muggsopp og vedlikehold av form integritet er spesielt viktig for å oppnå høy fidelity replikering av komplekse strukturer og bevare sin nanonivå overflatestruktur. Kombinasjonen av hierarkiske strukturer, og heterogene former, er en stor utfordring til eksisterende microfabrication metoder som LarGely avhengige av top-down etsning ved hjelp av faste maske maler. På den annen side kan bottom-up syntese av nanostrukturer som nanorør og nanotråder tilby nye evner til microfabrication, særlig ved å utnytte den kollektive selvorganisering av nanostrukturer, og lokal kontroll over sin vekst atferd med hensyn til microfabricated mønstre .

Vårt mål er å innføre vertikalt karbon nanorør (CNTs), som vi refererer til som CNT "skog", som en ny microfabrication materiale. Vi presenterer detaljene i en rekke beslektede metoder nylig utviklet av vår gruppe: fabrikasjon av CNT skog mikrostrukturer av termisk CVD fra lithographically mønstrede katalysator tynne filmer, selvstyrt elastocapillary fortetting av CNT mikrostrukturer, og kopi støping av polymer mikrostrukturer bruke CNT kompositt masterstudenter muggsopp . Spesielt viser vårt arbeid at selvstyrt kapillær fortetting ("capillary forming"), som er performed ved kondensasjon av en løsemiddel på underlaget med CNT mikrostrukturer, signifikant øker pakketetthet av CNTs. Denne prosessen gjør det mulig rettet transformasjon av vertikale CNT mikrostrukturer i rette, skrå, og vridd figurer, som har robuste mekaniske egenskaper som overstiger de av typiske microfabrication polymerer. Dette igjen gjør at dannelsen av nanocomposite CNT masterstudenter former, ved kapillær-drevet infiltrasjon av polymerer. De kopi strukturene fremvise den anisotrop nanoskala teksturen av de sammenstilte CNTs, og kan ha vegger med sub-micron tykkelse og størrelsesforhold over 50:1. Integrering av CNT mikrostrukturer i fabrikasjon gir ytterligere muligheter til å utnytte de elektriske og termiske egenskapene til CNTs og diverse muligheter for kjemiske og biokjemiske funksjonalisering tre.

Protocol

1. Catalyst Mønster

  1. Erverve en (100) silisium wafer med en 3000A tykt silisium dioxide lag, med minst én blank side. Alternativt kan du skaffe deg en bart silisium wafer og vokse 3000A silisiumdioksid på wafer. All behandling er beskrevet nedenfor er gjort på den polerte siden av wafer.
  2. Spincoat et lag HMDS på 500rpm for 4s, deretter ved 3000rpm for 30s. HMDS fremmer vedheft mellom wafer og fotoresist.
  3. Spincoat et lag av SPR-220-3 på 500rpm for 4s, deretter ved 3000rpm for 30s.
  4. Stek wafer på en kokeplate ved 115 ° C i 90-årene.
  5. Bruke ønsket maske for katalysator mønster, utsette wafer for UV-lys med en irradians på 20 mW / cm 2 ved 405 nm for 6S i hard kontakt mode.1.6) Stekes på wafer på en kokeplate igjen ved 115 ° C i 90 (post eksponering bake).
  6. Utvikle den eksponerte fotoresist for 60s med AZ-300 MIF utvikler.
  7. Skyllwafer for 60 i DI vann.
  8. Depositum 10 nm Al 2 O 3 etterfulgt av 1nm Fe via e-bjelke fordampning eller sputtering.
  9. Manuelt skriftlærde og pause wafer i biter på ca 20 × 20 mm eller mindre.
  10. Utfør løfte-off av fotoresist ved bløtlegging wafer bitene i en 1L begerglass som inneholder 100ml av aceton, mens begeret er plassert i et ultralydbad i kraft seks for 8min (CREST Ultrasonics 1100D).
  11. Kast og erstatte aceton og sonicate igjen med de samme innstillingene.
  12. Overfør wafer bitene til et beger med isopropanol (IPA), og deretter suge for 2min.
  13. Fjern wafer bitene fra IPA individuelt ved pinsett. Tørk hver del med en mild nitrogen strøm ved hjelp av en håndholdt dyse.

2. CNT Vekst

  1. Anskaffe en bar (eller oksid-belagt) silisium wafer og manuelt skriver og bryte ett stykke med dimensjoner ca 22 × 75 mm. Denne "båt"vil bli brukt til å støtte og laste katalysator-belagte wafer bitene inn i røret ovn. Båten er meget nyttig for å holde de wafer bitene under lasting og lossing, men spiller ikke en rolle i vekstprosessen. I prinsippet båten kan være noe materiale som er kjemisk og termisk stabilt under CNT vekstvilkår.
  2. Plasser en ønsket antall katalysator-belagte wafer bitene (vekst substrater) på båten, 30mm fra forkant.
  3. Legg båten med vekst substrater inn i røret. Skyv båten inn i røret slik at forkanten ligger 30mm nedstrøms av ovnen termoelement, ved hjelp av en rustfritt stål eller kvarts push-rod. Dette 30mm posisjon er "Sweetspot" som gir den høyeste CNT veksten i ovn vår. Det vil være nødvendig å fastsette denne posisjonen for brukerens apparat, avhengig av brukerens apparater og mål (f.eks maksimering av CNT veksttakt, eller tetthet).
  4. Kobleendestykkene, forseglingsoblater røret. Forsiktighet bør utvises for å ikke forstyrre plasseringen av båten eller mønstrede silisium brikker. Merk: CNT vekst er svært følsom for posisjon inne i røret.
  5. Skyll kvartsrør med 1000sccm av helium for 5min ved romtemperatur.
  6. Når blodet strømmer 400sccm av hydrogen og 100sccm av helium, rampe temperaturen til 775 ° C i 10 min, og deretter holde flyten og temperatur for 10min. Dette trinnet fører til at filmen til kjemisk redusere fra jernoksid til jern, og å dewet inn nanopartikler.
  7. Endre hydrogen strømningshastigheten til 100sccm og helium strømningshastighet til 400sccm, mens du legger 100sccm av etylen og vedlikeholde ovnen ved 775 ° C til å vokse CNTs. Høyden på CNTs styres av varigheten av dette trinnet.
  8. For å stoppe CNT vekst og kjøle prøven, manuelt skyv kvartsrør nedstrøms før katalysator chips ligger ca 1cm nedstrøms av ovnen isolasjon. Bruk omsorg tilopprettholde de samme strømmene og ovn settpunkt temperatur som i forrige trinn, i 15 minutter.
  9. Skyll tube med 1000sccm av helium for 5min, før henting prøvene, og slå ovnen av.

3. CNT Fortetting

  1. Påfør et stykke dobbeltsidig tape til en 0,8 mm tykk aluminium mesh med 6.25mm diameter hull. Kontroller at maskene er større enn åpningen av en 1L begerglass og tapen er omtrent sentrert på mesh.
  2. Monter silisium wafer stykke med CNTs på båndet slik at CNT mikrostrukturer vender oppover.
  3. Hell 100 ml aceton i en 1L beholder og plasser begerglasset på en kokeplate inne en avtrekkshette. Sett den varme platen for å oppnå en overflatetemperatur på 110 ° C. Vent til aceton koker. Vi registrerer at, på kokeplate vår, en innstilling på 150 ° C var nødvendig for å oppnå 110 ° C på overflaten. Kokepunktet av aceton er mye lavere (ca. 56 ° C), men vi found at forhøyet temperatur tillot aceton til å koke raskere, og oppvarmet sidevegger begeret, hindrer kondens i begerglasset.
  4. Plasser aluminium mesh på begeret slik at den monterte prøven vender nedover.
  5. Merk eventuelle raske svingninger i dampen foran stiger opp på siden av begerglasset og justere avtrekksskap rammen nivå for å stabilisere damp foran.
  6. Når dampen fronten nærmer seg toppen av begerglasset, observere tilsynelatende fargeendringer på overflaten av silisium substrat. Rainbow-lignende mønstre vises og feie over hele overflaten. Dette betyr en tynn film av løsemiddel danner på overflaten når dampen kommer i kontakt med den kalde overflaten.
  7. Når nok løsemiddelet har blitt deponert, plukke opp maskene og uten å endre retningen på prøven, hold den vekk fra det kokende væske inntil det deponerte løsemiddelet har fordampet bort. Tiden bestemmes empirmatisk basert på størrelse og avstanden mellom de CNT strukturer. Dette er adressert videre i diskusjonen.
  8. Fjern mesh fra begerglasset, og nøye skrelle av prøven fra dobbeltsidig tape, bruker et barberblad. Ytterste forsiktighet bør tas på dette trinnet som det er lett å bryte prøven under fjerning.

4. CNT Master Mold Fabrication

  1. Pool SU-8 2002 om Fortettet CNT mikrostrukturer. Spinn prøven på 500rpm for 10s, deretter ved 3000rpm for 30s.
  2. Stek prøven ved 65 ° C i 2 min og deretter ved 95 ° C i 4 min.
  3. Utsett prøven til UV lys med en irradians av 75mW/cm 2 for 20-årene.
  4. Stek prøven igjen ved 65 ° C i 2 min, deretter ved 95 ° C i 4 min.

5. Replica Molding

  1. Hvis replikere skjøre strukturer, plassere master i en eksikkator sammen med et glass sjofel av 100μL av (tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydtoocyl)-Trichlorosilane på 400mTorr for 12h.
  2. Bland sammen 1g av PDMS (Sylgard 184), med en ratio på 10:01 monomer: cross-linker. For mikrostrukturer med en base størrelse på noen få mikrometer og et sideforhold på 10 eller mer bruk et forhold på 8:1.
  3. Plasser CNT mester i en aluminiumsfolie rett, og hell PDMS i formen før prøven er under vann.
  4. Plasser prøven i vakuum og Degas på 400mTorr for 15 min. Når boblene begynner å dannes i PDMS (vanligvis etter ca 3 minutter) med jevne mellomrom øker trykket raskt til å sprekke store bobler.
  5. Kurere negative ved 120 ° C i 20 min. Hvis prøven inneholder HAR strukturer, kurere ved 85 ° C i 5t.
  6. Når herdet, skrelle tilbake aluminiumsfolie og skille herren fra det myke PDMS negative hånd.
  7. Hvis replikere skjøre strukturer, plasserer negative i en eksikkator sammen med et glass sjofel av 100μL av (tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydtoocyl)-trichlorosilane på400mTorr for 12h.
  8. Hell SU-8 2002 i PDMS negative og Degas på 400mTorr for 10min.
  9. Stek utvalget (SU-8 fylt negativ) ved 65 ° C for 4min, deretter ved 95 ° C for 6t å fordampe væsken fra det tykke lag av SU-8.
  10. Utsett prøven til UV lys med en irradians av 75mW/cm 2 for 20 og stek igjen ved 65 ° C for 4min og deretter ved 95 ° C for 8min.
  11. Sist, manuelt demold SU-8 kopi fra PDMS negative.

6. Representative Resultater

Representative som-vokst CNT pillar arrays sammen med sine Fortettet figurer er vist i Figur 4 (bildet endret fra De Volder et al. 4). HAR pilarer med tykkelse på 10μm eller mindre har gradvis redusert retthet, som er ytterligere redusert i løpet av fortetting. Fortetting av halvsirkelformet pilarene har vist seg å resultere i ensartede bøyde søyler over store områder (Fig. 4c). SU-8 infiltration oppstår i mellom og inne CNT mikrostrukturer, for strukturer med avstand på 30μm eller under en tynn film av SU-8 kan forbli mellom strukturer. Fotografier av kritiske trinn i replikering prosessen er vist i figur 5, mens SEM bildene sammenligne replikert mikrostrukturer til sine replikaer på ulike skalaer er vist i figur 6 (bildet endret fra Copics et al. 5). Gjeldende grenseverdier, i form av struktur dannelse, inkludert twisted strukturer (bilde endret fra De Volder et al. 4), høye størrelsesforhold vegger, og re-deltaker strukturer er vist i Figur 7 (bildet endret fra Copics et al. 5).

Figur 1
Figur 1. Tube ovn oppsett for vekst CNT vekst. (A) System skjematisk. (B) Tube ovn (Thermo-Fisher Minimite), med åpent deksel for å vise silisium båt innvendig forseglet kvartsrør. (C) Silicon bhavre med prøver, vist før og etter vekst. Klikk her for å se større figur .

Figur 2
Figur 2. (A) Skjematisk fremstilling av begerglasset oppsett for kontrollert kondensering av løsemiddeldamper på CNT mikrostrukturer (bildet endret fra De Volder et al. 6). (B) CNT prøve substrat knyttet til aluminium mesh over kokende aceton.

Figur 3
Figur 3. Prosessflyt for replika støping av CNT mikrostrukturer, og bilde av representant replikert mikrostruktur array enn amerikanske kvartal dollar mynten.

Figur 4
Figur 4. Eksemplariske CNT mikrostrukturer før og etter capillary forming. Skjematiske og SEM bilder av utvalg av sylindriske CNT søyler (a) før kapillær forming, og (b) etter kapillær forming (bildet endret fra De Volder et al. 6). Innfellinger viser justering og tetthet av CNTs. (C) Semicylindrical CNT søyler fortettes og vippe under kapillær forming, forming skråstilte bjelker (bildet endret fra Zhao et al. 7). Klikk her for å se større figur .

Figur 5
Figur 5. Viktige steg på CNT negativ mugg fabrikasjon og kopi casting. (A) Støping av PDMS negativ mugg. (B) Avgassing av den negative formen. (C) Manuell demolding av det negative, og støping av SU-8 kopi.

Figur 6
Figur 6. Sammenligning av (a) CNT/SU-8 mester og (b) kopi micropillar strukturer som viser high fidelity replikering av mikro-skala form og nanonivå tekstur (dvs. sidevegger og overflate), over et stort område (bilde modifisert fra Copics et al. 5). Klikk her for å se større figur .

Figur 7
Figur 7. High-aspekt-ratio (HAR) og re-deltaker CNT mikrostrukturer og deres polymer kopier. (A) Fortettet CNT honeycomb med tilsvarende SU8-CNT mester og SU8 kopi. (B) Master og kopi av skrånet CNT mikrobrønnplate (bildet endret fra Copics et al. 5). (C) Fortettet forvridde CNT micropillars, med master og kopi av individuell struktur (bildet endret fra De Volder et al. 4). De honeycombs i (a) har vegg bredde på 400 nm og høyde på 20 mikrometer.= "Http://www.jove.com/files/ftp_upload/3980/3980fig7large.jpg" target = "_blank"> Klikk her for å se større figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Litografi mønster og forberedelse av CNT katalysatoren underlag er grei og repeterbare, men å oppnå konsistente CNT vekst krever nøye oppmerksomhet til hvordan høyde og tetthet av CNT skog er påvirket av luftfuktighet og tilstanden av veksten røret. I vår erfaring, mønstre større enn 1000 mikrometer 2 er mindre følsomme overfor små variasjoner i behandlingen forhold. Videre påvirker tettheten av mønstrene spiller vekst tetthet og høyde 8. Veksten tetthet og høyde er større for mønstre med fyll brøkdel (totalt areal på katalysator dividert med total substrat areal) større enn ca 20%. Dessuten er det viktig viktig å holde veksten røret rydde og bake ut røret mellom etterfølgende vekster til fjerne oppsamlet sot. Tube baking utføres ved å varme opp rør i 30 minutter ved 875 ° C med 100 SCCM av luftstrømmen. Videre CNT veksten avhenges på temperatur, gass sammensetning, og oppholdstiden av gassen i ovnen. Dermed er det ofte nødvendig å empirisk finne "Sweetspot" i noen vekst system, og plassering av prøvene i prosedyren bemerket her er basert på Sweetspot for vår tube ovn og prosessparametre.

De viktigste egenskapene til våre CNT skoger for fortetting og påfølgende mester soppdannelse er deres innretting, pakking tetthet, og feste til underlaget. Når CNT mikrostrukturer er gravert med kort eksponering for oksygen plasma, er toppen "skorpe" med sammenfiltrede CNTs fjernet. Denne skorpen tvinge CNT skogen sidelengs, og derfor fjerner skorpen gir større fortetting av CNTs, og øker mengden av slip som oppstår blant CNTs under fortetting trinnet. Dessuten kan CNT diameter være innstilt av katalysator filmtykkelse, og av de annealing forhold som foran injeksjon av hydrokarbon kilden til CVD Furnace 9. Ved å justere annealing forholdene og eventuelt etsning de CNTs, har vi innstilt på fortetting faktoren fra ca 5X til 30X 6. Og er adhesjon av CNTs til underlaget forsterket av hurtig kjøling av substrater i veksten atmosfæren umiddelbart etter avslutningen av den programmerte veksten tid. I dette tilfellet er det ovn kabinettet åpnes og ovnen er slått av mens veksten gassblandingen fortsatt strømmer gjennom ovnen røret. Disse detaljene er grundig diskutert i våre andre publikasjoner sitert her.

For å oppnå konsekvent CNT fortetting, må man unngå overdreven løsemiddel kondens på underlaget. Overdreven kondens fører til CNT strukturer for å bli oversvømt, noe som kan deformere, flate, eller delaminate HAR mikrostrukturer. Den nødvendige mengden kondens å fullt fortettes de CNTs avhenger både av høyde og tetthet av mikrostrukturer. I praktisk vårCE, mengden av løsemiddel kondens overvåkes ved å telle antall "bølger" av løsemiddel som sveiper over underlaget. De fargerike bølgene representerer optiske interferens mønster på grunn av tynn film av kondensert væske på underlaget. For typiske mikrostrukturer med dimensjoner 10-100 mikrometer, er mellom 1 og 5 bølger kreves i oppsettet vårt. Derfor kan mengden væske i begeret velges tilsvarende, eller prøven kan bli fjernet fra begeret etter ønsket antall bølger har gått.

Master soppdannelse er svært avhengig av SU-8 infiltrasjon og dannelsen av SU-8-CNT nanocomposite. SU-8 infiltrasjon er lett oppnåelig grunn fukting av CNTs ved SU-8. Valg av SU-8 viskositet og sentrifugehastigheter bestemmer SU-8 volum fraksjon og glatthet av sidevegger master strukturen. SU-8 veker i de enkelte CNT strukturer og, avhengig av avstanden mellom strukturer, kan alså veken i mellomrommene mellom CNT strukturer. Dette kan resultere i en tynn film av SU-8 gjenværende i mellom tett linjeavstand strukturer, og tykkelsen av denne filmen kan bli innstilt ved å velge SU-8 viskositet og sentrifugehastighet. Den uttalte spin hastigheter resultat i fullt infiltrert strukturer med høyder fra 10 til 300μm og med størrelsesforhold fra 0,2 til 20. Disse forhold i prosessen bevare overflatestrukturen av CNT strukturer, dvs. sideveggene og topp flater gjør ikke bule utover med overflødig SU-8.

Støvsug avstøpning av PDMS negative er en robust prosess og er avhengig av innledende monomer til kryss-linker forholdet og herding forhold. Et forhold på 10:1 monomer: cross-linker brukes til de fleste støpegods, men fortsatt støping HAR strukturer (AR> 10) med høy avkastning eller innadgående strukturer utfordrende. HAR strukturer krever en blanding forholdet 8:01 på grunn av økt stivhet og redusert heft av det negative. En demolding agent, som for eksempelfluorinert silane 10, kan brukes til å ytterligere redusere separasjonen kraft som kreves, minimere stress på master-mikrostrukturer under demolding og sterkt økende avkastning. Når støping kopier, er avgassing ikke nødvendig på grunn av langvarig baking. Avgassing ble funnet å føre til inkonsistente replikering, på grunn av ikke-uniform fordampning av SU-8 løsemiddel.

Den viktigste fordelen med CNT Master-teknologien er evnen til å danne robuste mestre funksjoner med hierarkiske strukturer, høye sideforhold og skrå eller buede former. Dette krever imidlertid nøye tuning av CNT vekstvilkår for å oppnå en enhetlig og konsistent start mønstre, praktisk mestring av kapillær forming trinnet, og gjennomføring av SU-8 infiltrasjon og replikering skritt for å gi høykvalitets kopier av master-figurer. De eksakte parametrene kan variere avhengig av geometrien av de ønskede strukturer, og kan ikke bli forstått før mange iterativ trials utføres. I tillegg, fordi mengden av fortetting grunn Kapillær danner avhenger av tetthet og retthet av CNTs, vil prediksjon av de nøyaktige målene på Fortettet CNT strukturene krever kalibrering eksperimenter for å bestemme fortetting faktor. Likevel kan vår metode har viktige fordeler hvis hierarkisk strukturert og / eller 3D polymer funksjoner er ønsket, og / eller hvis de forbedrede egenskapene til CNT strukturer (helst endepunkt i prosessen) er ønsket. Disse forbedrede egenskapene kan omfatte mekanisk robusthet, termisk eller elektrisk ledningsevne av master strukturer, eller noen lignende egenskaper til CNT funksjoner selv.

I konklusjonen har vi vist en allsidig prosess å nettopp danne heterogene CNT mikrostrukturer bruker kapillær forming, infiltrere dem, og deretter kopiere dem i SU-8. I vårt tidligere arbeid har vi vist en 25-fold replikering sekvens er mulig uten eny skade på negative eller troskap reduksjon i de kopier 5. Fordi vår prosess bygger på replika molding å kaste kopier av en rekke materialer kan brukes i fremtiden i stedet for SU-8, inkludert PU, PMMA, PDMS, og selv ved lave temperaturer metaller. Andre CNT vekst prosedyrer og strukturer laget av andre nanoskala filamenter (f.eks uorganiske nanotråder, biofilaments) potensielt kan tjene som ramme for romanen masterstudenter mugg arkitekturer også.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Ingen interessekonflikter erklært.

Acknowledgments

Denne forskningen ble støttet av Nanomanufacturing program av National Science Foundation (CMMI-0927634). Davor Copics ble støttet delvis av Rackham Merit Fellowship Program ved University of Michigan. Sameh Tawfick erkjenner delvis støtte fra Rackham Predoctoral Fellowship. Michael De Volder ble støttet av den belgiske Fondet for Scientific Research - Flandern (FWO). Microfabrication ble utført ved Lurie Nanofabrication Facility (LNF), som er medlem av National Nanoteknologi Infrastructure Network, og elektronmikroskopi ble utført ved Michigan Electron Microbeam Analysis Laboratory (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

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Xia, Y. N., Whitesides, G. M. Soft lithography. Annual Review of Materials Science. 28, 153-184 (1998).
  2. Xia, Y. Replica molding using polymeric materials: A practical step toward nanomanufacturing. Advanced Materials. 9, 147-149 (1997).
  3. Tasis, D., Tagmatarchis, N., Bianco, A., Prato, M. Chemistry of Carbon Nanotubes. Chemical Reviews. 106, 1105-1136 (2006).
  4. De Volder, M. Diverse 3D Microarchitectures Made by Capillary Forming of Carbon Nanotubes. Advanced Materials. 22, 4384-4389 (2010).
  5. Copic, D., Park, S. J., Tawfick, S., De Volder, M. F. L., Hart, A. J. Fabrication of high-aspect-ratio polymer microstructures and hierarchical textures using carbon nanotube composite master molds. Lab on a Chip. 11, 1831-1837 (2011).
  6. De Volder, M. F. L., Park, S. J., Tawfick, S. H., Vidaud, D. O., Hart, A. J. Fabrication and electrical integration of robust carbon nanotube micropillars by self-directed elastocapillary densification. Journal of Micromechanics and Microengineering. 21, 045033-04 (2011).
  7. Zhao, Z. Bending of nanoscale filament assemblies by elastocapillary densification. Physical Review E. 82, 041605 (2010).
  8. De Volder, M. F. L., Vidaud, D. O., Meshot, E. R., Tawfick, S., Hart, A. J. Self-similar organization of arrays of individual carbon nanotubes and carbon nanotube micropillars. Microelectronic Engineering. 87, 1233-1238 (2010).
  9. Nessim, G. D. Tuning of Vertically-Aligned Carbon Nanotube Diameter and Areal Density through Catalyst Pre-Treatment. Nano Letters. 8, 3587-3593 (2008).
  10. Pokroy, B., Epstein, A. K., Persson-Gulda, M. C. M., Aizenberg, J. Fabrication of Bioinspired Actuated Nanostructures with Arbitrary Geometry and Stiffness. Advanced Materials. 21, 463-469 (2009).

Tags

Mechanical Engineering fysikk karbon nanorør mikrostruktur fabrikasjon støping overføring polymer
Fabrikasjon, Fortetting, og Replica Molding av 3D karbon nanorør mikrostrukturer
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

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).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter