To-fotonisk laser litografi (DL) er en av de viktigste retningene i utviklingen av additiv teknologier som brukes til å lage polymer mikro- og nanoobjects. Dens ubetingede pluss er evnen til å skape strukturer av nesten hvilken som helst tredimensjonal konfigurasjon, som kan brukes når du oppretter fotonrystaller, bølgeleder, forskjellige mekaniske enheter, samt i behandling og lagringsenheter.
Men til tross for de gode mulighetene som tilbys av denne teknologien, inneholder den betydelige begrensninger. Valget av materialer ved bruk av DLL er begrenset av fotoresere - polymere fotosensitive materialer. På grunn av åpenhet i polymerer i det synlige området, er mangelen på elektrisk ledningsevne, middelmådige mekaniske egenskaper, samt lav varme og strålingsstabilitet, den praktiske bruken av strukturer opprettet med DLL forblir begrenset. Det er mulig å overvinne noen av de eksisterende restriksjonene ved hjelp av etterbehandling av DF-strukturer.
En av de lovende metodene for etterbehandling kalles pyrolyse, som samtidig gir både en økning i oppløsningen og innføringen av ny funksjonalitet. Spesielt demonstrerte pyrolycred materialer høy termisk og strålingsstabilitet sammen med økt mekanisk styrke. DLL etterfulgt av pyrolyse er allerede vellykket brukt til å skaffe karbon nanoelektroder for nevrotiatorlydende, spesielle tips for atomkraftmikroskopi, fotonkrystaller i det synlige området og superproofemekaniske metamaterialer.
Pyrolyse forbedrer også oppløsningen av DLL-metoden, siden strukturen som er utsatt for pyrolyse, viste en betydelig krymping i forhold til den opprinnelige størrelsen. Men krympingen av pyrolyserte strukturer forverrer problemet med adhesjonsstrukturen til substratet som oppstår allerede i DLL-trinnet. Disse problemene er viktig praktisk betydning, men så langt var det ingen omfattende forskning på disse problemene. I mellomtiden er den riktige vurderingen av reduksjonen i størrelsen på elementene og generelt den omfattende vurderingen av virkningen av pyrolyse på DF-strukturen er absolutt nødvendig hvis det er en oppgave å få mikrofonbehandling med høy nøyaktighet.
Topprad: IP-DIP (A) linse (A) til pyrolyse og (b) etter pyrolyse ved 450 grader C. Midtområde: ORMOCOMP (C) linse til pyrolyse og etter pyrolyse i (d) 450 grader C og (E) 690 grader c. Nedre rekkevidde: Lens SZ2080 (F) til pyrolyse og (F) etter pyrolyse ved 690 grader C / © www.osapublish.org
Forskere til Nanofotoniske sektorer i sentrum av Quantum Technologies MSU satte seg oppgaven med å gjennomføre en komparativ studie av påvirkning av pyrolyse på faste gjenstander i størrelsen på dusinvis av mikrometer, trykt med DLL-teknologi fra tre kommersielt tilgjengelige fotoresere: Fullstendig organisk IP -DIP og organ-uorganisk ormokomp og SZ2080. For annealingstemperaturer 450 og 690 grader Celsius i en argonatmosfære, ble endringer i størrelsen, kjemisk sammensetning og adhesjon til substratet av silisiumplaten estimert.
I arbeidet som ble publisert i den optiske materielle Express Journal, bekreftet CCC-forskerne at krympingen av strukturen bestemmes av typen av fotoresist, så vel som pyrolysemperaturen, atmosfæren og geometri-strukturen. Med hensyn til oppførselen til en bestemt fotoresist etter etterbehandling med pyrolyse, er det mulig å oppnå optimale resultater, fullt ut tilsvarende de spesifikke oppgavene, og skape slitesterk og pålitelig mikro- og nanostrukturer av vilkårlig form og nesten alle destinasjoner.
Sammenligning viste at en høyere temperatur fører til en sterkere krymping. Strukturer fra IP-DIP etter annealing konverteres til glasskarbon, mens de uorganiske stoffene i ORMOCOMP og SZ2080-fotoresists er modifisert i glasset med annealing. Strukturer fra IP-DIP demonstrerer også den største krympingen fra de valgte fotoreserne. Således kan DLL med den påfølgende pyrolysen av IP-DIP-pyrolysen brukes til å skape ledende glasskarbonstrukturer.
ORMOCOMP er nyttig for opprettelsen av bestilte arrays av optiske elementer som kan være etterspurt på røntgenkilder. I sin tur blir strukturene fra fotoresisten SZ2080 under pyrolyse ofte koblet fra substratet, som er praktisk for fremstilling av enkeltkonstruksjoner, som da må flyttes til en annen onsdag. De oppnådde dataene kan videre anvendes ved bruk av pyrolyseknologi som en standardmetode for etterbehandlingsstrukturer opprettet av DLL-teknologi, og vil fungere som en aktiv utvikling av denne typen etterbehandling, forskere.
Kilde: Naked Science