Двухфатонных лазерная літаграфія (ДЛЛ) - адно з магістральных напрамкаў у галіне развіцця адытыўная тэхналогій, якія выкарыстоўваюцца для стварэння палімерных мікра- і нанообъектов. Яе безумоўны плюс - магчымасць стварэння структур практычна любой трохмернай канфігурацыі, якія можна выкарыстоўваць пры стварэнні фатонных крышталяў, хваляводаў, розных механічных прылад, а таксама ў прыладах апрацоўкі і захоўвання інфармацыі.
Аднак, нягледзячы на выдатныя магчымасці, якія прадстаўляюцца гэтай тэхналогіяй, яна ўтрымлівае і істотныя абмежаванні. Выбар матэрыялаў пры выкарыстанні ДЛЛ абмежаваны Фотарэзіст - палімернымі святлоадчувальныя матэрыяламі. З-за празрыстасці палімераў ў бачным дыяпазоне, адсутнасці электраправоднасці, пасрэдных механічных уласцівасцяў, а таксама нізкай цяпло-і радыяцыйнай стабільнасці практычнае прымяненне канструкцый, створаных з дапамогай ДЛЛ, застаецца абмежаваным. Пераадолець некаторыя з існуючых абмежаванняў можна з дапамогай постапрацоўку ДЛЛ-структур.
Адным з перспектыўных спосабаў постапрацоўку называюць піроліз, якая адначасова служыць як павышэнне адрознівальнай здольнасці, так і ўвядзенне новых функцыянальных магчымасцяў. У прыватнасці, пиролизированные матэрыялы прадэманстравалі высокую тэрмічную і радыяцыйную стабільнасць нароўні з падвышанай механічнай трываласцю. ДЛЛ з наступным піролізу ўжо цяпер паспяхова ўжываецца для атрымання вугляродных наноэлектродов для нейромедиаторного зандзіравання, спецыяльных наканечнікаў для атамна-сілавой мікраскапіі, фатонных крышталяў ў бачным дыяпазоне і звышмоцных механічных метаматериалов.
Піроліз таксама паляпшае адрознівальная здольнасць метаду ДЛЛ, так як структуры, якія падвергліся піролізу, паказалі значнае ўсаджванне у параўнанні з зыходным памерам. Але ўсаджванне пиролизованных структур пагаршае праблему адгезіі структуры да падкладцы, якая ўзнікае ўжо на этапе ДЛЛ. Названыя праблемы маюць важнае практычнае значэнне, аднак пакуль вычарпальных даследаванняў па гэтых пытаннях не было. Між тым, правільная адзнака памяншэння памераў элементаў і ў цэлым ўсебаковая ацэнка ўздзеяння піролізу на ДЛЛ-структуры цалкам неабходныя ў тым выпадку, калі стаіць задача атрымаць микроустройства з высокай дакладнасцю.
Верхні шэраг: лінза IP-Dip (а) да піролізу і (б) пасля піролізу пры 450 градусаў C. Сярэдні шэраг: лінза OrmoComp (c) да піролізу і пасля піролізу ў (d) 450 градусаў C і (e) 690 градусаў C . Ніжні шэраг: лінза SZ2080 (f) да піролізу і (f) пасля піролізу пры 690 градусаў C / © www.osapublishing.org
Навукоўцы сектара нанафатоніцы Цэнтра квантавых тэхналогій МДУ паставілі перад сабой задачу правесці параўнальнае даследаванне ўплыву піролізу на цвёрдыя аб'екты памерам у дзясяткі мікраметраў, надрукаваныя з дапамогай тэхналогіі ДЛЛ з трох камерцыйна даступных Фотарэзіст: цалкам арганічны IP-Dip і аргана-неарганічныя OrmoComp і SZ2080. Для тэмператур адпалу 450 і 690 градусаў Цэльсія ў атмасферы аргону былі ацэненыя змены памераў, хімічнага складу і адгезіі да падкладцы крамянёвай пласціны.
У працы, апублікаванай у часопісе Optical Material Express, навукоўцы ЦКТ пацвердзілі, што ўсаджванне структуры вызначаецца тыпам фотарэзіста, а таксама тэмпературай піролізу, атмасферай і геаметрыяй структуры. Прымаючы пад увагу паводзіны канкрэтнага фотарэзіста пасля постапрацоўку з дапамогай піролізу, можна дамагчыся аптымальных вынікаў, у поўнай меры якія адказваюць пастаўленым канкрэтным задачам, і ствараць зносастойкіх і надзейныя мікра- і наноструктур адвольнай формы і амаль любога прызначэння.
Параўнанне паказала, што больш высокая тэмпература прыводзіць да больш моцнай ўсаджванні. Структуры з IP-Dip пасля адпалу ператвараюцца ў стеклоуглеродные, у той час як якія змяшчаюць неарганічныя рэчывы Фотарэзіст OrmoComp і SZ2080 пры адпале мадыфікуюцца ў шкло. Структуры з Ip-Dip таксама дэманструюць найбольшую ўсаджванне з выбраных Фотарэзіст. Такім чынам, ДЛЛ з наступным піролізу фотарэзіста Ip-Dip можна выкарыстоўваць для стварэння праводзяць стеклоуглеродных структур.
OrmoComp спатрэбіцца для стварэння упарадкаваных масіваў аптычных элементаў, якія могуць запатрабаваныя на крыніцах рэнтгенаўскага выпраменьвання. У сваю чаргу структуры з фотарэзіста SZ2080 пры піролізу часцяком адлучаюцца ад падкладкі, што зручна для вырабу адзіночных структур, якія затым патрабуецца перамясціць у іншае асяроддзе. Атрыманыя дадзеныя могуць быць у далейшым выкарыстаны пры выкарыстанні тэхналогіі піролізу ў якасці стандартнага метаду постапрацоўку структур, створаных па тэхналогіі ДЛЛ, і паслужаць актыўнаму развіццю гэтага віду постапрацоўку, адзначаюць навукоўцы.
Крыніца: Naked Science