Two-Photonic Laser Lithograph (DL) är en av huvudriktningarna i utvecklingen av additivteknik som används för att skapa polymermikro- och nanoobjekt. Dess ovillkorliga plus är förmågan att skapa strukturer med nästan vilken tredimensionell konfiguration som kan användas när man skapar fotonkristaller, vågledare, olika mekaniska anordningar, såväl som i bearbetnings- och lagringsenheter.
Men trots de utmärkta möjligheterna som tillhandahålls av denna teknik, innehåller den väsentliga begränsningar. Valet av material vid användning av DLL är begränsat av fotoresister - polymera ljuskänsliga material. På grund av insynen hos polymerer i det synliga området, bristen på elektrisk ledningsförmåga, medioker mekaniska egenskaper, såväl som låg värme- och strålningsstabilitet, är den praktiska användningen av strukturer som skapas med DLL fortfarande begränsad. Det är möjligt att övervinna några av de befintliga begränsningarna med efterbehandling av DF-strukturer.
En av de lovande metoderna för efterbehandling kallas pyrolys, vilket samtidigt ger både en ökning av upplösningen och införandet av ny funktionalitet. I synnerhet visade pyrolycredmaterial hög termisk och strålningsstabilitet tillsammans med ökad mekanisk styrka. DLL följt av pyrolys används redan för att erhålla kol nanoelektroder för neurotiatorljud, speciella tips för atomkraftmikroskopi, fotonkristaller i det synliga intervallet och supertäta mekaniska metamaterial.
Pyrolys förbättrar också upplösningen av DLL-metoden, eftersom strukturen som exponeras för pyrolys, visade en signifikant krympning jämfört med den ursprungliga storleken. Men krympningen av pyrolyserade strukturer förvärrar problemet med vidhäftningsstruktur till substratet som uppstår redan i DLL-scenen. Dessa problem är viktiga praktiska betydelse, men hittills fanns det ingen omfattande forskning om dessa frågor. Samtidigt är den korrekta bedömningen av minskningen av elementens storlek och i allmänhet den omfattande bedömningen av effekterna av pyrolys på DF-strukturen absolut nödvändig om det finns en uppgift att få mikrofonbehandling med hög noggrannhet.
Översta raden: IP-dip (a) -lins (a) till pyrolys och (b) efter pyrolys vid 450 grader C. Mellanområde: ormocomp (c) lins till pyrolys och efter pyrolys i (d) 450 grader C och (E) 690 grader c. Nedre intervall: Lins SZ2080 (F) till pyrolys och (F) efter pyrolys vid 690 grader C / © www.osapublish.org
Forskare av de nanofotoniska sektorerna i mitten av Quante Technologies MSU satte sig uppgiften att genomföra en jämförande studie av påverkan av pyrolys på fasta föremål i storleken av dussintals mikrometer, tryckt med DLL-teknik från tre kommersiellt tillgängliga fotoresister: helt organisk IP -Dip och organ-oorganisk ormocomp och sz2080. För glödgningstemperaturer 450 och 690 grader Celsius i en argonatmosfär uppskattades förändringar i storleken, kemisk sammansättning och vidhäftning till substratet av kiselplattan.
I det arbete som publicerades i den optiska materialet Express-tidningen bekräftade CCC-forskarna att krympningen av strukturen bestäms av typen av fotoresist, liksom pyrolysstemperaturen, atmosfären och geometriska strukturen. Med hänsyn till beteendet hos en viss fotoresist efter efterbehandling med pyrolys är det möjligt att uppnå optimala resultat, helt motsvarande de specifika uppgifterna och skapa slitstarka och pålitliga mikro- och nanostrukturer av godtycklig form och nästan vilken som helst destination.
Jämförelse visade att en högre temperatur leder till en starkare krympning. Strukturer från IP-Dip efter glödgning omvandlas till glaskol, medan de oorganiska ämnena i Ormocomp och SZ2080-fotoresists modifieras i glaset med glödgning. Strukturer från IP-Dip visar också den största krympningen från de valda fotoresisterna. Således kan DLL med den efterföljande pyrolysen av IP-Dip-pyrolysen användas för att skapa ledande glaskolstrukturer.
Ormocomp är användbart för skapandet av beställda arrays av optiska element som kan vara efterfrågan på röntgenkällor. I sin tur kopplas strukturerna från fotoresisten SZ2080 under pyrolys ofta från substratet, vilket är lämpligt för framställning av enskilda strukturer, som då måste flyttas till en annan onsdag. De erhållna data kan vidare användas med användning av pyrolyssteknik som en standardmetod för efterbehandlingsstrukturer som skapats av DLL-teknik, och kommer att fungera som en aktiv utveckling av denna typ av efterbehandling, forskare.
Källa: Naken vetenskap