飞秒激光在半导体和聚合物材料上的超分辨纳米加工研究

发布时间：2017-04-27 20:03

  本文关键词：飞秒激光在半导体和聚合物材料上的超分辨纳米加工研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：飞秒激光具有超高峰值功率和超短脉冲宽度。利用飞秒激光加工材料时热效应小。因此,自从飞秒激光诞生以来,飞秒激光加工材料表现出了很好的应用前景,同时,引起了科学家的注意。本文主要包括：搭建了基于激光加工周期条纹结构的单纳米凹槽结构实验系统,实现飞秒激光加工ZnO超分辨纳米光栅结构和纳米方块结构。搭建了基于受激辐射耗尽方法的聚合物超分辨纳米加工实验系统,实现了聚合物纳米结构的超分辨加工。主要研究内容如下：(1)搭建了飞秒激光加工单凹槽纳米结构实验系统。我们利用数值孔径为NA=1.2的水浸物镜,通过精密控制激光功率和脉冲数,在ZnO晶体表面制备了宽度约为30nm的单凹槽纳米结构。我们还研究了纳米凹槽结构形成与激光能量密度和加工速度的关系。利用压电陶瓷移动样品,我们制备出了周期为15onm、300nm和1000nm的纳米光栅,并制备出了尺寸为150nm×150nm和150nm×250nm的方块结构。(2)搭建了基于受激辐射耗尽方法的超分辨聚合物纳米加工系统。我们使用波长为800nm飞秒激光作为聚合光,波长为532nm环形光作为阻聚合光,利用大小为100nm的金纳米颗粒扫描激光焦点,通过利用两个光电倍增管分别探测聚合光和阻聚合光的散射光,实现同时对两束光焦点处光强分布的探测。我们利用电控镜架实现了基片所在的平面和压电陶瓷竖直移动平面相互平行。利用加工点阵方法实现了将焦点精确定位在盖玻片和光刻胶的交界面。我们研究了聚合物纳米线宽度随阻聚合光功率的变化关系,实现了最小线宽为93nm的聚合物线。同时,研究了不同聚合光功率情况下聚合物纳米线尺寸的变化关系。我们研究了聚合物纳米点直径随阻聚合光功率的变化关系,实现了最小直径为81nm的聚合物纳米点。
【关键词】：飞秒激光 表面周期纳米结构 激光纳米加工 超分辨 氧化锌 受激辐射耗尽 聚合物
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O437
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 插图和附表清单11-16
• 第一章 绪论16-41
• 1.1 引言16
• 1.2 飞秒激光的进展及应用16-19
• 1.3 飞秒激光加工技术19-21
• 1.4 飞秒激光加工发展及应用21-33
• 1.5 光学超分辨加工33-34
• 1.6 论文的主要内容34-35
• 参考文献35-41
• 第二章 基于激光诱导表面周期结构实现飞秒激光超分辨加工ZnO纳米结构41-62
• 2.1 引言41
• 2.2 实验研究背景41-44
• 2.3 实验装置44-47
• 2.4 实验结果47-57
• 2.5 本章总结57-58
• 参考文献58-62
• 第三章 基于受激辐射方法实现聚合物超分辨加工62-93
• 3.1 引言62-63
• 3.2 实验研究背景63-71
• 3.3 光刻胶71-73
• 3.4 实验装置73-83
• 3.5 实验结果83-88
• 3.6 本章总结88-89
• 参考文献89-93
• 第四章 总结与展望93-95
• 4.1 研究成果总结及创新点93
• 4.2 下一步开展的工作93-95
• 作者简历及在学期间发表的论文95-97
• 致谢9

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本文编号：331306