研究目的
使用PDMS印章在厘米级硅基底整个表面实现周期小于5纳米的二氧化硅纳米沟槽单轴排列,克服了以往在排列控制方面的局限。
研究成果
使用PDMS印章成功在整个厘米级硅基底上制备了周期小于5纳米的单轴取向二氧化硅纳米沟槽。该方法简单、可扩展且无需复杂蚀刻工艺,在纳米器件和表面功能化应用方面具有潜力。未来工作应聚焦于提升沟槽直线度并拓展至其他基底材料。
研究不足
纳米沟槽具有较小的深宽比和弯曲的斜坡轮廓,并非完全笔直,目前只能在硅基底上形成。灰尘和划痕等缺陷会干扰对准,胶束的动态变形可能导致瑕疵。该方法仅限于特定表面活性剂,针对其他材料需进行优化。
1:实验设计与方法选择:
采用改良压印法,将带有条纹图案的PDMS印章置于CTAC薄膜上但不直接接触基底。该方法通过水蒸气使CTAC从层状相转变为二维六方相,并在氨水蒸气环境下用硅酸盐物种复制胶束表面形貌。
2:样品选择与数据来源:
使用2×2 cm硅基底,通过旋涂制备不同厚度(30、60、150、900 nm)的CTAC薄膜。PDMS印章由光刻图案化母版复制而成。
3:900 nm)的CTAC薄膜。PDMS印章由光刻图案化母版复制而成。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:PDMS印章、CTAC及其他表面活性剂(C8TAC、C12TAC、C18TAC、C22TAC)、硅基底、氨水、盐酸、TEOS、乙醇、去离子水。设备包括旋涂仪、烘箱、原子力显微镜(Nanoscope III)、扫描电镜(日立S-5500)、掠入射小角X射线散射仪(理学NANO-Viewer)、扫描透射电镜(JEOL JEM-2100F)、聚焦离子束(JEOL JIB-4000)。
4:0)、掠入射小角X射线散射仪(理学NANO-Viewer)、扫描透射电镜(JEOL JEM-2100F)、聚焦离子束(JEOL JIB-4000)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:清洁硅基底→旋涂CTAC溶液→将亲水性PDMS印章置于薄膜上→60℃水蒸气处理3小时→60℃氨水蒸气处理24小时→揭除印章→用水和乙醇清洗去除表面活性剂。介孔二氧化硅制备时改用TEOS与HCl蒸气。
5:数据分析方法:
扫描电镜观察纳米沟槽形貌,快速傅里叶变换分析排列取向,掠入射小角X射线散射验证结构,原子力显微镜表征印章,扫描透射电镜进行截面分析。
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Scanning Electron Microscope
S-5500
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Imaging of nanogrooves and cross-sectional views of samples.
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