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

Detta arbete stöddes bland annat genom NSFDMI-0508454, NSF / LEQSF (2006) Pfund-53, NSF-CMMI-0.811.888 och NSF-CMMI-0900595 bidrag.

A. Schema för MPL Den macropunching Metoden inkluderar &quot;cutting&quot; och &quot;Rita&quot; verksamhet. Den &quot;skär&quot; operation antar formar av vassa konvexa strukturer och omfattar tre grundläggande steg (Fig. 1 (A1-A3)). Först placerar en plåt på ett styvt substrat (fig. 1 (a1)). För det andra, ta en Si form och substratet i fysisk kontakt med en stor kraft. Under detta andra steg, är den del av metall direkt under konvex form strukturer f...

<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>

Information om felsökning: Kritiska punkter rörande generation av enkel-och multipla lager micropatterns av ledande polymerer och metaller med hjälp av &quot;cutting&quot; operation: (1) Temperatur prägling säkerställer rörligheten på mellanliggande PMMA skikt som ger optimala resultat. Det är lämpligt att börja på den nedre gränsen av intervallet och öka temperaturen successivt om så önskas resultat inte uppnås. Alltför hög temperatur kan orsaka det ledande polymerskiktet för att ä...

<table border="1"><tbody><tr><td> Namnet på reagens </td><td> Företaget </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer </td></tr><tr><td> PMMA </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> 495C9 </td><td> Lösningsmedlet är cholorobenzene. Hantera PMMA lösning under en dragskåp med god ventilation. Undvik inandning av ångan. Se säkerhetsdatablad för säker hantering instruktioner. </td></tr><tr><td> PPy </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> - </td><td> 5 vikt-% i vatten. Användes som de erhölls. </td></tr><tr><td> PEDOT-PSS </td><td> HC Starck Co </td><td> Baytron P HC V4 </td><td> Patentskyddad lösningsmedel. Användes som de erhölls. </td></tr><tr><td> Spani </td><td> Sigma-Aldrich Co </td><td> - </td><td> Vattenlöslig form. Användes som de erhölls. </td></tr><tr><td> Varmpressning maskin </td><td> JenoptikMikrotechnik Co </td><td> HEX 01/LT </td><td></td></tr><tr><td> Sputter maskin </td><td> Cressington Co </td><td> 208HR </td><td></td></tr><tr><td> FIB maskin </td><td> Zeiss Co </td><td> FIB Crossbeam 1540 XB </td><td></td></tr><tr><td> Spinnbeläggarens </td><td> Framåt Research Co </td><td> PWM32-PS-R790 Spinner System </td><td></td></tr><tr><td> RIE maskin </td><td> Teknik MicroRIE Co </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Fotoresisten </td><td> Shipley Co </td><td> S1813 </td><td></td></tr><tr><td> PDMS </td><td> Dow Corning </td><td> Sylgard 184 Silikonelastomer kit </td><td></td></tr><tr><td> HDPE arket </td><td> US plast Införliva </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> PMMA-ark </td><td> Cyro Co </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Dubbelsidig adhesive tejp </td><td> Scotch Co </td><td> - </td><td></td></tr><tr><td> Enkelsidig tejp </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> Klämma </td><td> Office Depot Co </td><td> Bulldog klämma </td><td></td></tr><tr><td> Fuktare </td><td> Vicks Co </td><td> Filtret fri fuktare </td><td></td></tr></tbody></table>

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

Ledande polymerer har rönt stor uppmärksamhet sedan upptäckten av hög ledningsförmåga i dopad polyacetylen i 1977 1. De erbjuder fördelarna av låg vikt, är lätt att skräddarsy egenskaperna och ett brett spektrum av tillämpningar 2,3. På grund av känslighet ledande polymerer till miljöförhållanden (t.ex. luft, syre, fukt, hög temperatur och kemisk lösningar), litografiska metoder ger betydande tekniska utmaningar när man arbetar med dessa material 4. Exempelvis är nuvarande fotolitografiska metoder, såsom ultraviolett (UV), är olämpliga för mönstring av ledande polymerer på grund av inblandning av våt-och / eller torr etsningsprocesser i dessa metoder. Dessutom, aktuella mikro / nanosystem har huvudsakligen en plan form 5,6. Ett skikt av strukturer är byggd på de övre ytorna av ett annat skikt av fabricerade funktioner. Multipla skikt av dessa strukturer är staplade tillsammans för att bilda ett flertal enheter påett gemensamt substrat. Sidoväggsytorna av mikrostrukturerna har inte använts för att konstruera anordningar. Å andra sidan kan sidoväggarna mönster användas till exempel för att bygga upp 3-D kretsar, ändra fluidic kanaler och direkta horisontella tillväxt av nanotrådar och nanorör. En macropunching metod har tillämpats i tillverkningsindustrin att skapa makromönster i en plåt i över hundra år. Motiverad av detta tillvägagångssätt har vi utvecklat en micropunching litografi metod (MPL) för att övervinna de hinder som mönstring ledande polymerer och generera sidovägg mönster. Liksom macropunching metoden innehåller MPL även två operationer (Fig. 1): (i) skär, och (ii) ritning. Den &quot;skärande&quot;-operation applicerades på mönstret tre ledande polymerer 4, polypyrrol (PPy), poly (3,4-ethylenedioxythiophen)-poly (4-styrenesulphonate) (PEDOT) och polyanilin (PANI). Det användes också för att skapa Al mikrostrukturer 7. De framställda mikrostrukturer av ledande polymerer har använts som fuktigheten 8, 8 kemisk och glukos-sensorer 9. Kombinerade mikrostrukturer av Al och ledande polymerer har använts för att tillverka kondensatorer och olika heterojunctions 9,10,11. Den &quot;skär&quot; operation också för att skapa submikron-mönster, såsom 100 - och 500-nm hela PPy linjer samt 100-nm-nivå Au ledningar. Den &quot;teckning&quot; operation användes för två applikationer: (i) ger Au sidovägg mönster på polyeten med hög densitet (HDPE) kanaler som kan användas för att bygga 3D mikrosystem 12,13,14, och (ii) tillverka polydimetylsiloxan (PDMS) mikropinnar på HDPE substrat för att öka kontaktvinkeln hos 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 tillvägagångssätt har utvecklats för att generera mikro-och submikron-mönster ovanpå, sidoväggen och bottenytor polymersubstrat. Den övervinner de hinder som mönstring ledande polymerer och generera sidovägg mönster. Denna metod möjliggör snabb tillverkning av flera funktioner och är fri från aggressiva kemi.

Micropunching Litografi för att generera Micro-och submikron-mönster på polymersubstrat

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

Ultrahigh Density Array av vertikalt inriktade Small-molekylära organiska Nanowires på godtyckliga substrat

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

Mikro murverk för 3D Tillsats mikrotillverkning

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 enhet baserad på en Langatate Crystal Micro för 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 för fullt utskrivbara Organiska-oorganiska Bulk-hetero solceller baserade på en Ti-alkoxid och halvledande 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

Tillverkning av polymera mikrosfärer för optisk resonator och laserapplikationer

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

Radiofrekvens Magnetron Sputtering av GdBa2Cu3O7−δ/ La0,67Sr0,33MnO3 kvasi lipidens filmer på SrTiO3 (STO) singel-kristall substrat

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

Generera varv fogar via friktion rör spot svetsning på DP780 Steel

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

Förfarande för överföring av Polymerfilmer på porösa substrat med minimerade 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

Ett Fotoniskt system för att generera villkorslös polarisering-intrasslade fotoner baserade på multipla Kvantinterferenser

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 ElectronMikroskopi med förspänning och tillverkning av asymmetriska tvärstänger baserade på blandade faser a-VOx

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