研究目的
开创一种波长选择性抗蚀剂系统,通过改变波长即可完全独立地固化特定材料,从而实现从单一光刻胶进行空间分辨的不同材料制备。
研究成果
该研究成功展示了一种λ正交光刻胶系统,该系统能利用不同波长的光选择性固化不同材料,可应用于涂料和增材制造领域。未来工作可探索更广泛的材料特性并提高分辨率。
研究不足
该研究仅限于特定的光化学体系(邻甲基苯甲酸和StyP),可能无法推广至其他波长或材料。潜在的优化方向包括扩展波长范围以及将空间分辨率提升至已实现的10微米以上。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于邻甲基苯甲醛(o-MBA)的λ-正交光化学反应体系进行紫外光激活,以及基于芪吡喃(StyP)的体系进行可见光激活,通过作用图谱和消光系数确认正交性。
2:样本选择与数据来源:
由邻甲基苯甲醛和芪吡喃小分子混合物,以及由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)功能化邻甲基苯甲醛或芪吡喃单元构成的大分子光刻胶,按特定比例合成并混合。
3:实验设备与材料清单:
单色激光器(330 nm和435 nm)、玻璃激光比色皿、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、氯仿(CHCl3)、光掩模、旋涂仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、核磁共振波谱仪(NMR)、液相色谱质谱联用仪(LC-MS)、原子力显微镜(AFM)。
4:3)、光掩模、旋涂仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、核磁共振波谱仪(NMR)、液相色谱质谱联用仪(LC-MS)、原子力显微镜(AFM)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:以特定波长照射样品,清洗去除未反应物质,通过NMR、LC-MS、XPS和AFM分析机械性能与空间分辨率。
5:数据分析方法:
采用XPS光谱中的拟合函数,对AFM测量得到的杨氏模量和粘附能进行统计分析。
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Monochromatic laser
330 nm and 435 nm
Used for irradiation at specific wavelengths to cure the photoresist.
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X-ray photoelectron spectrometer
Used for analyzing the composition of cured networks via XPS spectra.
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Nuclear magnetic resonance spectrometer
Used for investigating small molecule reactions via 1H NMR spectroscopy.
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Liquid chromatography mass spectrometry
Used for analyzing small molecule reactions via LC-MS.
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Atomic force microscope
PinPoint Nanomechanical Mode
Used for measuring mechanical properties (Young's moduli and adhesion energies) and topographical images.
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Spin-coater
Used for applying resist coatings onto glass slides.
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Photomask
Used for spatially resolved patterning during irradiation.
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