溅射在PMMA基片上的金薄膜缺陷产生机理

发布时间：2021-11-26 14:11

　　聚合物表面的金属图形化被广泛用于在聚合物微纳米器件上集成各种金属功能单元。在聚合物表面沉积金属薄膜是聚合物表面金属图形化的必要步骤之一。磁控溅射是最常用的一种沉积金属薄膜的方法,然而由于聚合物在机械性能和热性能等方面与硅、玻璃等无机材料相差较大,导致在聚合物基片上溅射金属薄膜时可能会产生一些缺陷。为此,本文对溅射在聚甲基丙烯酸甲酯（Polymethylmethacrylate,PMMA）基片上的金薄膜微观形貌进行了观测,并对金薄膜缺陷的产生机理进行了研究。首先,利用光学显微镜、共聚焦显微镜与扫描电子显微镜（SEM）对金薄膜缺陷的基本形貌进行了观测。实验结果表明,金薄膜缺陷呈雪花状,缺陷中心处的金薄膜破裂,形成微米尺度的孔,且周边为放射状裂纹。其次,采用差热分析仪（DSC）、纳米压痕仪和四极质谱仪对PMMA基片的热性能和机械特性进行了表征。利用光学显微镜、共聚焦显微镜对去除金薄膜后PMMA表面的微观形貌进行了观测。采用激光共聚焦显微拉曼光谱仪（DXR）对PMMA基片的化学结构进行了测试。最后,基于上述的各种观测和分析,得出金薄膜缺陷的产生机理:在溅射初期,由于PMMA基片的表面硬度较低,... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 聚合物表面金属图形化
    1.2 沉积金属薄膜的方法
    1.3 沉积在聚合物上的金属薄膜缺陷问题的研究
    1.4 课题的提出与本文主要研究内容
        1.4.1 课题的提出
        1.4.2 本文主要研究内容
2 PMMA基片上金薄膜缺陷的特征研究
    2.1 PMMA基片的金属图形化
        2.1.1 PMMA基片上金属图形化的方法
        2.1.2 PMMA基片上金属薄膜表面形貌
    2.2 PMMA基片上金薄膜缺陷的特征研究
        2.2.1 光学显微镜观测
        2.2.2 共聚焦显微镜观测
        2.2.3 扫描电子显微镜观测
    2.3 本章小结
3 PMMA基片上金薄膜缺陷的产生机理
    3.1 PMMA基片的性能测试
        3.1.1 PMMA的玻璃化转变温度测试
        3.1.2 PMMA的表面硬度测试
        3.1.3 PMMA的热稳定性测试
    3.2 溅射成膜过程粒子能量理论计算
        3.2.1 溅射粒子的初始能量
        3.2.2 溅射粒子轰击PMMA基片的能量
        3.2.3 金薄膜的形成
    3.3 PMMA基片上金薄膜缺陷的产生机理
        3.3.1 去除金薄膜后PMMA基片表面形貌
        3.3.2 PMMA基片上缺陷处的Raman光谱分析
        3.3.3 缺陷产生机理分析
    3.4 本章小结
4 溅射参数对金薄膜缺陷的影响
    4.1 实验样片的设计
    4.2 溅射参数对缺陷的影响
        4.2.1 溅射功率对缺陷的影响
        4.2.2 溅射气压对缺陷的影响
    4.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
硕士论文
[1]聚合物微流控芯片辅助激光加工的重铸物研究[D]. 祝连义.大连理工大学 2007



本文编号：3520310