基于原子力显微镜的扫描探针平版印刷术的研究-慧知文库

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2、王铀教授位：工学硕士科：材料物理与化学位：材料科学与工程学院期：2010年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TG15U.D.C.:621.78DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHESCANNINGPROBELITHOGRAPHBYATOMICFORCEMICROSCOPYCandidate:Supervisor:AcademicDegreeAppliedfor:Specialty:Affiliation:DateofDefence:Degree-Confe

3、rring-Institution:YangYongkangProf.WangYouMasterofEngineeringMaterialsPhysicsandChemistrySchoolofMaterialsScienceandEngineeringJuly,2010HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要变革性的纳米器件和纳米材料的研制热潮席卷全球，其核心技术：微加工技术也成为人们积极研究急于突破的关键。而传统的微纳米加工技术由于加工原理的制约，使得其难以满足人们对加工精度不断提高的要求，人们纷纷将

4、精力投入到其他领域，希望能够寻找到一种新的加工精度高、加工成本低廉的加工方式。扫描探针平版印刷术就是一种被人们十分看好的加工手段，有着多种加工方式，其中，机械印刷术有着加工原理简单、加工条件宽松、易于实现等优点而受到人们的普遍关注，但目前所存在的各种机械印刷技术往往存在着加工精度不高，加工质量较差以及手动加工所带来的加工效率低下等缺陷，制约了其进一步的发展和应用。本论文以原子力显微镜作为加工工具，以嵌段共聚物作为加工对象，提出了一种基于原子力显微镜轻敲模式的程序控制的探针自动压印技术，通过这种技术手段，我们压印得到了较为复杂的纳米图案，其有着很高的加工

5、精度，很好的加工质量以及加工效率，并且针尖磨损较轻，从而克服了之前的机械印刷术所存在的缺陷，是一种有着广阔的发展空间和应用前景的微纳米加工技术。进一步的，我们将其应用于信息存储领域，以形态调控后得到的嵌段共聚物SEBS的PS纳米球作为存储单元进行了数据的写入和读取，其理论存储密度可以达到每平方英寸数百吉，高于现有的光存储、磁存储以及半导体存储所能达到的存储密度。此外，由于所选用的存储介质SEBS材料具有形状记忆效应，在高温下发生形状回复，本论文研究了压印所得压痕的回复行为及其动力学，这一性质使得以其为存储介质的存储方式可在高温下进行信息的擦除，实现了信

6、息的反复擦写，从而为高密度信息存储提供了新的思路和方式。关键词：扫描探针平版印刷技术；原子力显微镜；纳米压印；嵌段共聚物；信息存储-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheresearchofrevolutionarynano-instrumentandnano-materialshasbecomeafocusallovertheworld,thecoreofthistechnology:micromachiningtechnologycomestobethekeyofwhatresearcherswanttobreakthrough.

7、Butbecauseoftherestrictonmachiningprinciple,thetraditionalmachiningtechnologyisnotabletosatisfythedevelopingrequireofthepersons.Theresearchersputtheireffortstootherfields,theywanttofindanewwaywhichhashighaccuracyandcheapcost.Thescanningprobelithographisanewpromisingmachiningtech

8、nology.MechanicallithographisonetypeofSPL,itspr