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电渗驱动纳米压印聚合物流变填充机理研究

发布时间:2018-11-14 20:54
【摘要】:电渗驱动纳米压印是一种新型的纳米压印工艺,它在大面积纳米压印、高深宽比微纳结构制造,尤其是在易碎衬底大面积图形化方面具有非常突出的潜能和优势.但是,电渗驱动纳米压印不同于现有的"压力驱动"纳米压印和"电毛细力驱动"纳米压印,已有的纳米压印聚合物流变填充基础理论和相关研究结果不再适用.本文开展了电渗驱动纳米压印聚合物流变填充机理、影响因素和规律的研究.基于微流体电渗驱动原理,建立了电渗驱动纳米压印驱动力体积力、填充速度以及填充时间的理论模型.利用COMSOL Multiphysics多物理场模拟软件,揭示了液态聚合物在模具型腔动态填充的过程,工艺参数、模具几何特征、聚合物材料特性等因素对于纳米压印流变填充的影响及其规律.本研究为电渗驱动纳米压印技术奠定了理论基础,并为电渗驱动纳米压印工艺优化和和压印装备开发与性能的改进提供了重要理论支撑和方向性指导.
[Abstract]:Electro-osmosis driven nano-imprint is a new type of nano-imprint technology, which has great potential and advantages in large area nano-imprint, high aspect ratio micro-nano structure, especially in large area graphics of fragile substrate. However, the electroosmotic nano-imprint is different from the existing "pressure-driven" nano-imprint and "electro-capillary force driven" nano-imprint, and the existing basic theory of nano-imprint polymer rheological filling and related research results are no longer applicable. In this paper, the mechanism, influencing factors and rules of rheological filling of nano-imprint polymer driven by electroosmosis were studied. Based on the principle of micro fluid electroosmotic drive, a theoretical model of driving force, filling speed and filling time of nano imprint driving force is established. By using COMSOL Multiphysics multi-physical field simulation software, the effects of liquid polymer dynamic filling process, process parameters, die geometry characteristics and polymer material properties on the rheological filling of nano-imprint were revealed. This study lays a theoretical foundation for electroosmotic driving nano-imprint technology and provides important theoretical support and directional guidance for the optimization of electroosmotic driving nano-imprint process and the development and performance improvement of embossing equipment.
【作者单位】: 青岛理工大学纳米制造与纳米电子实验室;西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金重大研究计划(批准号:91023023);国家自然科学基金(批准号:51375250) 青岛市创业创新领军人才计划(批准号:13-CX-18)资助项目
【分类号】:TN305.7

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