液体への直接蒸着有機膜の機械的特性の研究

直接沉积到液体中的有机薄膜的机械性能研究

基本信息

批准号：
09J10021
负责人：
NGUYEN BinhKhiem (2010)
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J10021/
关键词：
MEMS パリレン真空蒸着ポリマー多孔質薄膜表面膜応力カプセル化

项目摘要

蒸着中の膜による張力と膜厚を計測し、Parylene-on-Liquid-Deposition(POLD)の膜応力を計算した。前年度の観測結果では、多孔質性層の厚さが1.6μmである。多孔質性層が形成する間、膜応力が上昇する。膜厚が多孔質性層の厚さを越えると膜応力が減少する。前年度の結果、多孔質性層には収縮性応力が生じるが、非多孔質性層には膨張性応力が生じるということと一致する。蒸着プロセスの物理的パラメーターであるダイマー昇華温度、ダイマー熱分解温度、成膜圧力などを変えることにより、成膜中でのモノマーガスの分子の運搬量や拡散速度を変化させ、パリレン膜のナノスケール構造へ影響を与えた。その影響を多孔性層の厚さ、表面粗さ、表面形状特徴、表面疎水性などで評価した。多孔質性層の厚さ、表面の微細形状と寸法は液体の種類によって変わり、さらに、表面の親水性・疎水性も、用いた液体から影響を受けることが分かった。液体の種類と成分によるパリレン多孔性層の表面修飾方法を調べた。液体の種類を変えると多孔性層の構造が変わることが分かった。画像分析で表面の幾何学的な特徴を計算できるので、ナノスケール表面構造の違いを定量的に評価できた。また、染料Nile Red、Carbon Nano Tube (CNT)、マイクロビーズ等が混ざった液体にパリレン成膜すると、蛍光を発するパリレン膜やCNTとビーズで表面修飾したパリレン膜ができた。ポリマー化反応を抑制する液体を用いて蒸着と同時にパリレンパターニングすることができた。FeやNiなど固体表面で成膜する場合、パターニングできるパリレンの厚さは数百nmまでである。Feイオンを含むイオン性液体でのPOLDでは、1μm以上厚いパリレン膜をパターニングできると分かった。そして、液体によるパリレン表面パターニング方法と成膜と同時にパリレン膜のパターニング方法によるPOLDパリレンのマイクロ・ナノデバイスの基本的な形成方法を提案した。以上の研究成果を第24回微小電気機械システム国際会議MEMS2011で発表し、学術雑誌に投稿した。

测量了沉积过程中膜的张力和厚度，并计算了液态沉积（POLD）的膜应力。根据上一年的观察结果，多孔层的厚度为1.6μm。形成多孔层时，膜应力增加。当膜厚度超过多孔层的厚度时，膜应力会降低。这与上一年导致多孔层发生可收缩应力的事实一致，而非孔层则表现出可扩展的应力。通过更改蒸发过程的物理参数，二聚体升华温度，二聚体热解温度和膜形成压力，膜形成过程中单体气体分子的传输量和影响五利烯膜的纳米级结构的传输速率。根据多孔层的厚度，表面粗糙度，表面形状特性，表面疏水性等评估效果。多孔层的厚度，细小的形状和表面的尺寸因液体类型而变化，并且发现表面的疏水性和疏水性也受液体的影响。研究了根据液体的类型和成分修饰parylene多孔层表面的方法。发现改变液体的类型会改变多孔层的结构。由于可以通过图像分析来计算表面的几何特征，因此可以对纳米级表面结构的差异进行定量评估。此外，当将脑烯烯沉积在与染料尼罗型红色，碳纳米管（CNT），微粒等混合的液体上时，形成了荧光发射的Parylene膜或带有CNT和珠子的表面修饰的Parylene膜。使用抑制聚合反应的液体，可以同时蒸发parylene构图。当将膜沉积在固体表面（例如Fe或ni）上时，可以对其图案进行图案的Parylene的厚度最高为几百nm。已经发现，用含有Fe离子的离子液体的pold形成图案，形成比1μm厚的parylene膜。我们提出了一种基本方法，用于使用液态parylene表面图案方法形成poldene微纳米设备，以及一种与膜形成同时对parylene膜进行构图的方法。上述研究结果是在第24届微电机械系统MEMSS2011的国际国际会议上提出的，并提交给学术期刊。