● 摘要
表面微纳米结构制造是各种材料设计和制造的一个热点和前沿问题。在实际应用中，表面微纳制造通常需要对材料表面进行改性，用于表面修饰和诱发功能性材料的组装。本研究工作选用了两种基材，一种是ITO，一种是贵金属Au。作为集成电路的重要材料，在这两类材料上进行精细化的表面改性和微纳制造很有意义。在ITO和贵金属表面进行物理和化学结构的双重设计和控制对于功能性器件来说至关重要。
研究工作包括如下几个方面：
（I）利用受限光催化氧化反应将ITO表面功能化，用于制备各种材料微结构：
（1）在ITO表面引入硫酸根基团
利用过硫酸铵的受限光催化氧化反应对无机材料PET-ITO表面直接进行小分子基团的改性和修饰，从而得到高亲水、离子化的功能性表面，其中图案化的表面可以通过光掩模在微米尺度上进行控制。
（2）表面诱导多功能材料的组装
得到的图案化改性表面可作为分子模板，制备各种材料微结构，包括ZnO、BaTiO3、磷脂膜、CdS、聚苯乙烯微球、液晶、导电聚合物阵列。其中ZnO、BaTiO3是采用液相沉积法（LPD），在溶液体系中以低能耗和对环境友好的方式实现薄膜的制备并使材料性能得到改进。特别之处在于低温沉积过程可以促成氧化锌、钛酸钡薄膜及图案化阵列直接生长在不耐高温的柔性PET-ITO基材上；而其他多功能材料的图案化沉积，如CdS、聚苯乙烯微球、液晶、导电聚合物阵列只需要通过简单的旋涂方法即可获得。特别是液晶阵列，不需要依赖取向膜层，仅仅通过简单的一步旋涂即可获得大面积区域选择的5CB阵列。总而言之，可以通过快速、高效、廉价和低温的方法在以聚合物/玻璃为基底的ITO表面方便地制备各种功能化材料的微结构，这些研究成果期望可以为柔性有机光电设备的发展起到积极的推动作用。
（II）类吡啶分子体系对贵金属薄膜微纳米制造的研究：
（1）条件因素对刻蚀速率的影响
主要以Py/NBS为刻蚀体系，考察各种条件因素对镀金薄膜刻蚀速率的影响。其中条件因素包括温度、反应物浓度、时间、pH、吡啶及其衍生物化学和物理结构，以及金基材表面自组装形成的SAM。
（2）单分子层辅助的金薄膜正/负刻蚀性行为及其机理的研究
此方法可简单的分为两步：①借助光掩模，将SAM-OH改性的金片暴露在UV光下进行辐照；②将辐照的金片浸泡在NBS/Py水溶液中刻蚀。在实验过程中，发现了一个新颖的现象，UV光暴露的区域，即无序的SAMs相比未暴露的有序SAMs有一个延缓刻蚀的效应。而且随着光照时间的延长，图案从正性刻蚀转变到负性刻蚀。总而言之，我们仅通过一种SAMs改性的表面就在金基材上同时实现了正/负性刻蚀，期望该方法将会推动柔性高分辨率微纳米材料的制备。
关键词：表面改性，ITO，金，微/纳米制造
相关内容
相关标签