Name: micropunching lithography for generating micro- and submicron-patterns on polymer substrates
Uploaded: 2012-07-02T08:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates at JoVE.com

Dette arbejde blev støttet i dels gennem NSFDMI-0508454, NSF / LEQSF (2006)-Pfund-53, NSF-CMMI-0.811.888, og NSF-CMMI-0900595 tilskud.

A. Skematisk i MPL Den macropunching Metoden omfatter &quot;cutting&quot; og &quot;tegning&quot; operationer. Den &quot;skæring&quot; operation indfører forme af skarpkantede konvekse strukturer og indbefatter tre grundlæggende trin (fig. 1 (A1-A3)). Første placere en metalplade på et stift substrat (fig. 1 (a1)). Sekund, bringe en Si støbeform og substratet i fysisk kontakt med en stor kraft. Under dette andet trin, er den del af metallet er direkte ned...

<ol>
	<li>Menon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conducting+polymers:+Nobel+Prize+in+Chemistry,+2000.">Conducting polymers: Nobel Prize in Chemistry, 2000.</a> Current Science. 79, 1632 (2000).</li><li>Inzelt, G., Pineri, M., Schultze, J. W., Vorotyntsev, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+and+proton+conducting+polymers:+recent+developments+and+prospects.">Electron and proton conducting polymers: recent developments and prospects.</a> Electrochimica Acta. 45, 2403 (2000).</li><li>Adhikari, B., Majumdar, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymers+in+sensor+applications.">Polymers in sensor applications.</a> Progress in Polymer Science. 29, 699 (2004).</li><li>Chakraborty, A., Liu, X., Parthasarathi, G., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+intermediate-layer+lithography+method+for+generating+multiple+microstructures+made+of+different+conducting+polymers.">An intermediate-layer lithography method for generating multiple microstructures made of different conducting polymers.</a> Microsystem Technologies. 13 (8), 1175 (2007).</li><li>Madou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fundamentals of Microfabrication. , (1995).</li><li>Bustillo, J. M., Howe, R. T., Muller, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+micromachining+for+microelectromechanical+systems.">Surface micromachining for microelectromechanical systems.</a> Proceedings of the IEEE. 86, 1552 (1998).</li><li>Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intermediate-layer+lithography+for+producing+metal+micropatterns.">Intermediate-layer lithography for producing metal micropatterns.</a> Journal of Vacuum Science and Technology B. 25, 677 (2007).</li><li>Chakraborty, A., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiple+conducting+polymer+microwire+sensors.">Multiple conducting polymer microwire sensors.</a> Microsystem Technologies. 15, 1737 (2009).</li><li>Chakraborty, A., Liu, X., Luo, C., Mason, E. C., Weber, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Polypyrrole: A new patterning approach and applications. Polypyrrole: Properties, Performance and Applications. , (2011).</li><li>Poddar, R., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+approach+to+fabricate+a+PPy/p-type+Si+heterojunction.">A novel approach to fabricate a PPy/p-type Si heterojunction.</a> Solid-State Electronics. 50, 1687 (2006).</li><li>Liu, X., Chakraborty, A., Luo, C., Martingale, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Generation of all-polymeric diodes and capacitors using an innovative intermediate-layer lithography. Progress in Solid State Electronics Research. , 127-139 (2008).</li><li>Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Au+sidewall+micropatterns+using+a+Si-reinforced+PDMS+mold.">Fabrication of Au sidewall micropatterns using a Si-reinforced PDMS mold.</a> Sensors and Actuators A. 152, 96 (2009).</li><li>Liu, X., Chakraborty, A., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+micropatterns+on+the+sidewalls+of+a+thermal+shape+memory+polystyreme+block.">Fabrication of micropatterns on the sidewalls of a thermal shape memory polystyreme block.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 095025 (2010).</li><li>Chakraborty, A., Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+micropatterns+on+channel+sidewalls+using+strain-recovery+property+of+a+shape-memory+polymer.">Fabrication of micropatterns on channel sidewalls using strain-recovery property of a shape-memory polymer.</a> Sensors and Actuators A. , (2011).</li><li>Liu, X., Luo, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+supe-hydrophobic+channels.">Fabrication of supe-hydrophobic channels.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20, 25029 (2010).</li><li>Luo, C., Meng, F., Liu, X., Guo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reinforcement+of+PDMS+master+using+an+oxide-coated+silicon+plate.">Reinforcement of PDMS master using an oxide-coated silicon plate.</a> Microelectronics Journal. 37, 5 (2006).</li><li>Luo, C., Garra, J., Schneider, T., White, R., Currie, J., Paranjape, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+ablation+of+PMMA+for+water+release+using+a+microheater.">Thermal ablation of PMMA for water release using a microheater.</a> Sensors and Actuators A. 114, 123 (2004).</li></ol>

Oplysninger om fejlfinding: Kritiske punkter vedrørende generation af enkelt-og multi-lag micropatterns af ledende polymerer og metaller ved hjælp af &quot;cutting&quot; operation: (1) temperatur prægning sikrer fluiditet af det mellemliggende PMMA lag, der skaber optimale resultater. Det er tilrådeligt at begynde ved den nedre grænse af intervallet og forøge temperaturen gradvist, hvis ønskede resultater ikke opnås. For høj temperatur kan forårsage det ledende polymerlag for at ændre dets ke...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navn på reagenset </td><td> Firma </td><td> Katalog nummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> PMMA </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> 495C9 </td><td> Opløsningsmidlet er cholorobenzene. Håndtag PMMA løsning under en emhætte med tilstrækkelig ventilation. Undgå indånding af dampe. Se MSDS for sikker håndtering anvisninger. </td></tr><tr><td> PPy </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> - </td><td> 5 vægt% i vand. Bruges som modtaget. </td></tr><tr><td> PEDOT-PSS </td><td> HC Starck Co </td><td> Baytron P HC V4 </td><td> Proprietary opløsningsmiddel. Bruges som modtaget. </td></tr><tr><td> SPANI </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> - </td><td> Vandopløselig form. Bruges som modtaget. </td></tr><tr><td> Hot prægemaskine </td><td> JenoptikMikrotechnik Co </td><td> HEX 01/LT </td><td></td></tr><tr><td> Sputter-maskine </td><td> Cressington Co </td><td> 208HR </td><td></td></tr><tr><td> FIB maskine </td><td> Zeiss Co </td><td> FIB tværbjælke 1540 XB </td><td></td></tr><tr><td> Spin coater </td><td> Headway Reseach Co </td><td> PWM32-PS-R790 Spinner System </td><td></td></tr><tr><td> RIE maskine </td><td> Technics MicroRIE Co </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Fotoresistbelagte </td><td> Shipley Co </td><td> S1813 </td><td></td></tr><tr><td> PDMS </td><td> Dow Corning </td><td> Sylgard 184 silikoneelastomer kit </td><td></td></tr><tr><td> HDPE plade </td><td> USA Plastic Indarbejde </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> PMMA plader </td><td> Cyro Co </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Dobbeltsidet adhesive tape </td><td> Scotch Co </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Single-sidet tape </td><td> Delphon Co </td><td> Ultratape # 1310 </td><td></td></tr><tr><td> Glas mikropipetter </td><td> FHC Co </td><td> 30-30-1 </td><td></td></tr><tr><td> Klip </td><td> Office Depot Co </td><td> Bulldog klip </td><td></td></tr><tr><td> Luftfugter </td><td> Vicks Co </td><td> Filter gratis luftfugter </td><td></td></tr></tbody></table>

micropunching lithography for generating micro- and submicron-patterns on polymer substrates

Ledende polymerer har tiltrukket sig stor opmærksomhed siden opdagelsen af høj ledningsevne i doteret polyacetylen i 1977 1. De giver fordelene ved lav vægt, er let at skræddersy egenskaber og et bredt spektrum af anvendelser 2,3. På grund af følsomheden af ledende polymerer til miljømæssige betingelser (f.eks luft, oxygen, fugt, høj temperatur og kemisk opløsninger), litografiske teknikker udgør betydelige tekniske problemer, når man arbejder med disse materialer 4. For eksempel er de nuværende fotolitografiske metoder, såsom ultraviolet (UV), uanvendelige til mønsterdannende de ledende polymerer på grund af involvering af våde og / eller tørætsning processer i disse metoder. Endvidere fortrinsvis aktuelle mikro / nanosystemer har en plan form 5,6. Et lag af strukturer er bygget på de øvre overflader af et andet lag af fabrikerede funktioner. Flere lag af disse strukturer er stablet sammen til dannelse af talrige indretninger tilet fælles substrat. Sidevægsdelene overflader mikrostrukturerne ikke er blevet anvendt ved konstruktion af indretninger. På den anden side kan sidevæg mønstre kan anvendes, for eksempel for at opbygge 3-D-kredsløb, modificere strømningstekniske kanaler og direkte vandret vækst af nanotråde og nanorør. En macropunching Metoden har været anvendt i industrien for at skabe macropatterns i en metalplade i over hundrede år. Motiveret af denne fremgangsmåde, har vi udviklet en micropunching litografi metode (MPL) til at overvinde forhindringer mønster ledende polymerer og skabe sidevæggen mønstre. Ligesom macropunching fremgangsmåden også MPL indbefatter to operationer (Fig. 1): (i) skærende og (ii) tegning. Den &quot;skæring&quot; operation blev påført mønster tre ledende polymerer 4, polypyrrol (PPy), poly (3,4-ethylenedioxythiophen)-poly (4-styrenesulphonate) (PEDOT) og polyanilin (PANI). Det blev også anvendt til at skabe Al mikrostrukturer 7. De fremstillede mikrostrukturer af ledende polymerer er blevet anvendt som fugtighed 8, kemisk 8 og glucose sensorer 9. Kombinerede mikrostrukturer af Al og ledende polymerer er blevet anvendt til at fremstille kondensatorer og forskellige heterojunctions 9,10,11. Den &quot;cutting&quot; operation blev også anvendt til at generere submikrometer-mønstre, såsom 100 - og 500-nm-dækkende PpY linjer såvel som 100-nm-dækkende Au ledninger. Den &quot;trækning&quot; operation blev anvendt til to formål: (i) fremstilling af Au sidevæg mønstre på højdensitetspolyethylen (HDPE) kanaler, som kan anvendes til opbygning af 3D mikrosystemer 12,13,14, og (ii) fremstilling af polydimethylsiloxan (PDMS) micropillars på HDPE substrater til forøgelse af kontaktvinklen af kanalen 15.

Watch this Scientific Journal Video about Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates at JoVE.com

Micropunching Lithography for Generating Micro- and Submicron-patterns on Polymer Substrates

En micropunching litografi fremgangsmåde er udviklet til at frembringe mikro-og submikron-mønstre på toppen, sidevæggen og bundoverfladerne af polymer-substrater. Overvinder de forhindringer mønsterdannelse ledende polymerer og generere sidevæg mønstre. Denne metode giver mulighed for hurtig fremstilling af flere funktioner og er fri for aggressive kemi.

Micropunching Litografi for Generering Mikro-og submikrometer-mønstre på polymersubstrater

Conducting polymers have attracted great attention since the discovery of high conductivity in doped polyacetylene in 19771. They offer the advantages of ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

Ultrahøj Density Array of lodretstillede Små-molekylære organiske nanotråde på vilkårlige Substrater

In  recent years &pi;-conjugated  organic semiconductors have emerged as the active material in a number of  diverse applications including large-area, ...

Micro-masonry for 3D Additive Micromanufacturing

Micro-murværk til 3D-Additive Micromanufacturing

Transfer printing is a method to transfer solid micro/nanoscale materials (herein called &#8216;inks&#8217;) from a substrate where they are generated to ...

Adsorption Device Based on a Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption in Zeolite H-ZSM-5

Adsorption Device Baseret på en Langatate Crystal Microbalance for High Temperature High Pressure Gas Adsorption i zeolit ​​H-ZSM-5

We present a high-temperature and high-pressure gas adsorption measurement device based on a high-frequency oscillating microbalance (5 MHz langatate ...

Morphology Control for Fully Printable Organic&#8211;Inorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

Morphology Control for Fully Printable OrganicÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œInorganic Bulk-heterojunction Solar Cells Based on a Ti-alkoxide and Semiconducting Polymer

Morfologi Control til Fuldt Printable Økologisk-Uorganisk Bulk-heterojunction solceller baseret på en Ti-alkoxid og halvledende Polymer

The photoactive layer of a typical organic thin-film bulk-heterojunction (BHJ) solar cell commonly uses fullerene derivatives as the electron-accepting ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

Fremstilling af polymere mikrosfærer til optisk resonator og laser applikationer

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7&#8722;&#948;/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 (STO) Single-crystal Substrates

Radio Frequency Magnetron Sputtering of GdBa2Cu3O7ÃƒÆ’Ã‚Â¢Ãƒâ€¹Ã¢â‚¬Â 'ÃƒÆ’Ã…Â½Ãƒâ€šÃ‚Â´/ La0.67Sr0.33MnO3 Quasi-bilayer Films on SrTiO3 STO Single-crystal Substrates

Radio Frequency Magnetron Sputtering af GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 kvasi tolagede film på SrTiO3 (STO) Single-krystal substrater

Here, we demonstrate a method of coating ferromagnetic La0.67Sr0.33MnO3 (LSMO) nanoparticles on (001) SrTiO3 (STO) single-crystal substrates by radio ...

Generating Lap Joints Via Friction Stir Spot Welding on DP780 Steel

Generering af lap-samlinger via friktion røre spot svejsning på DP780 stål

Friction stir spot welding (FSSW), a derivative of friction stir welding (FSW), is a solid-state welding technique that was developed in 1991. An industry ...

Procedure for the Transfer of Polymer Films Onto Porous Substrates with Minimized Defects

Procedure for overførsel af polymer film på porøse substrater med minimerede defekter

The fabrication of devices containing thin film composite membranes necessitates the transfer of these films onto the surfaces of arbitrary support ...

A Photonic System for Generating Unconditional Polarization-Entangled Photons Based on Multiple Quantum Interference

Et fotonisk system til generering af betingelsesløs polarisering-viklet fotoner baseret på flere kvante forstyrrelser

We present a high-performance source of unconditional polarization-entangled photons that have a high-emission rate, a broadband distribution, are ...

In Situ Transmission Electron Microscopy with Biasing and Fabrication of Asymmetric Crossbars Based on Mixed-Phased a-VOx

In Situ Transmission Electron Microscopy with Biasing and Fabrication of Asymmetric Crossbars Based on Mixed-Phased a-VOx

In Situ Transmission Electron Mikroskopi med biasing og fremstilling af asymmetriske overliggere baseret på blandet faset en-VOx

Resistive switching crossbar architecture is highly desired in the field of digital memories due to low cost and high-density benefits. Different ...