Die zweiphotonische Laser-Lithographie (DL) ist eine der Hauptrichtungen in der Entwicklung von additiven Technologien, die zur Erzeugung von Polymermikro- und Nanoobjekten verwendet werden. Sein bedingungsloses Plus ist die Fähigkeit, Strukturen von nahezu jeder dreidimensionalen Konfiguration zu schaffen, die beim Erzeugen von Photonkristallen, Wellenleitern, verschiedenen mechanischen Geräten sowie in Verarbeitungs- und Speichergeräten verwendet werden können.
Trotz der hervorragenden Möglichkeiten dieser Technologie enthält es jedoch wesentliche Einschränkungen. Die Wahl der Materialien bei der Verwendung von DLL ist durch Photoresists begrenzt - polymere lichtempfindliche Materialien. Aufgrund der Transparenz von Polymeren im sichtbaren Bereich ist der Mangel an elektrischer Leitfähigkeit, mediokre mechanischer Eigenschaften sowie geringe Wärme- und Strahlungsstabilität die praktische Verwendung von mit DLL erstellten Strukturen, die mit DLL erzeugt wird, begrenzt. Es ist möglich, einige der vorhandenen Einschränkungen unter Verwendung der Nachbearbeitung von DF-Strukturen zu überwinden.
Eine der vielversprechenden Methoden der Nachbearbeitung wird als Pyrolyse bezeichnet, was gleichzeitig eine Erhöhung der Auflösung und der Einführung neuer Funktionalität liefert. Insbesondere zeigten pyrolyrierte Materialien mit einer erhöhten mechanischen Festigkeit eine hohe Thermik- und Strahlungsstabilität. DLL, gefolgt von Pyrolyse, wird bereits erfolgreich verwendet, um Kohlenstoff-Nanoelektroden für die NEUROTIATOR-Klingt, spezielle Spitzen für Atomkraftmikroskopie, Photonkristalle im sichtbaren Bereich und superproof-mechanische Metamaterialien zu erhalten.
Die Pyrolyse verbessert auch die Auflösung des DLL-Verfahrens, da die der Pyrolyse ausgesetzte Struktur im Vergleich zur ursprünglichen Größe eine signifikante Schrumpfung aufweist. Die Schrumpfung von pyrolysierten Strukturen verschlimmert jedoch das Problem der Adhäsionsstruktur auf dem bereits in der DLL-Stufe auftretenden Substrat. Diese Probleme sind wichtige praktische Bedeutung, aber bisher gab es keine umfassende Forschung zu diesen Themen. Inzwischen ist die korrekte Beurteilung der Abnahme der Elemente der Elemente und allgemein die umfassende Bewertung der Auswirkungen der Pyrolyse auf die DF-Struktur ist absolut notwendig, wenn es eine Aufgabe gibt, mit hoher Genauigkeit der Mikrofonverarbeitung zu werden.
Obere Zeile: IP-Tauch (A) Linse (A) an Pyrolyse und (B) Nach Pyrolyse bei 450 Grad C. mittlerer Bereich: ORMOCOMP (C) Linse zur Pyrolyse und nach der Pyrolyse in (d) 450 Grad C und (E) 690 Grad c. Unterer Bereich: Linse SZ2080 (F) zur Pyrolyse und (f) nach Pyrolyse bei 690 Grad C / © www.osapublish.org
Wissenschaftler der nanofotonischen Sektoren des Zentrums von Quantentechnologien MSU setzen sich auf die Aufgabe, eine vergleichende Untersuchung des Einflusses der Pyrolyse auf feste Gegenstände in der Größe von Dutzenden von Mikrometern durchzuführen, die mit DLL-Technologie aus drei im Handel erhältlichen Photoresists gedruckt wird: vollständig organische IP -Dip und Orgel-anorganische Ormocomp und SZ2080. Zur Glühltemperaturen 450 und 690 Grad Celsius in einer Argon-Atmosphäre wurden Änderungen der Größe, der chemischen Zusammensetzung und der Haftung an dem Substrat der Siliziumplatte geschätzt.
In der in der optischen Material-Express-Journal veröffentlichten Arbeit bestätigten die CCC-Wissenschaftler, dass die Schrumpfung der Struktur durch die Art des Photoresists sowie die Pyrolyse-Temperatur, die Atmosphäre und die Geometriestruktur bestimmt wird. Unter Berücksichtigung des Verhaltens eines bestimmten Photoresists nach der Nachbearbeitung mit Pyrolyse ist es möglich, optimale Ergebnisse zu erzielen, die den spezifischen Aufgaben vollständig entsprechen und verschleißfeste und zuverlässige Mikro- und Nanostrukturen von beliebiger Form und fast beliebigem Ziel erzeugen.
Der Vergleich zeigte, dass eine höhere Temperatur zu einer stärkeren Schrumpfung führt. Strukturen aus IP-Tauch nach dem Tempern werden in Glaskohlenstoff umgewandelt, während die anorganischen Substanzen der Photoresists der ORMOCOMPP- und SZ2080 im Glas mit Glühen in das Glas modifiziert sind. Strukturen aus IP-DIP zeigen auch die größte Schrumpfung der ausgewählten Photoresists. Somit kann die DLL mit der anschließenden Pyrolyse der IP-Tauchpyrolyse verwendet werden, um leitfähige Glaskohlenstoffstrukturen zu erzeugen.
ORMOCOMP ist nützlich für die Erstellung von bestellten Arrays von optischen Elementen, die auf Röntgenquellen gefragt werden können. Die Strukturen aus dem Photoresist SZ2080 während der Pyrolyse werden wiederum häufig von dem Substrat getrennt, das für die Herstellung von einzelnen Strukturen bequem ist, die dann an einen anderen Mittwoch bewegt werden müssen. Die erhaltenen Daten können weiterhin mit der Pyrolyseretechnologie als Standardmethode der nach der DLL-Technologie erstellten Nachbearbeitungsstrukturen verwendet werden, und dient als aktive Entwicklung dieser Art von Nachbearbeitung, Wissenschaftler.
Quelle: Naked Science