| 【中文题名】 | 基于原子力显微镜的微/纳米加工研究 |
| 【英文题名】 | Study on Micro/Nano-Operation Based on AFM |
| 【学科专业】 | 微电子学与固体电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-10-12 |
| 【中关键词】 | 原子力显微镜,电场诱导氧化碳纳米管,微纳米加工,,, |
| 【英关键词】 | Atomic force microscope（AFM）,Field-induced oxidation,Carbon nanotubes（CNTs）,Micro/Nano-operation, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>一般性问题>制造工艺及设备>> |
| 【论文摘要】 | 原子力显微镜(Atomic Force Microscope，简称AFM)的诞生为纳米技术的迅猛发展起到了推波助澜的作用，为人们在纳米尺度上研究物质的结构及其相互作用提供了有力的手段。虽然AFM在最初的发展阶段主要是以形貌测量及获得表面特性为应用特征，但是人们相信把AFM作为加工工具来对材料进行纳米加工将是其未来的主要应用领域之一。
纳米器件特别是纳米电子器件的研究，是目前纳米科技研究领域中最热门的课题之一。现今，纳米操纵技术是制备纳米原型结构、纳米器件的重要手段之一。在本论文的研究中，我们使用原子力显微镜(AFM)，在接触模式下实现了二部分工作：一、在硅片上采用局域氧化方法加工微／纳米；二、对碳纳米管束进行了各种可控操纵。
作为传统光刻工艺的替代技术之一，基于AFM的局域氧化方法在纳米加工领域具有独特的优势。该方法操作简单、成本低廉，集纳米加工与原位观测于一体，是未来纳米电子器件及电路中极具潜力的构筑手段。研究工作旨在进一步完善大气环境下的基于AFM局域氧化法的纳米加工技术，在实验和理论上进一步积累数据、经验，为下一步的实用化研究奠定基础。随着外加脉冲偏压的增大、脉冲时间的增... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
5-7 |
|
ABSTRACT |
7-20 |
|
第一章 绪论 |
20-24 |
|
1.1 课题背景和意义 |
20-22 |
|
1.2 本论文的内容安排与课题来源 |
22-24 |
|
论文章节安排 |
22-23 |
|
课题来源 |
23-24 |
|
第二章 微／纳加工技术介绍 |
24-40 |
|
2.1 纳米科技 |
24-29 |
|
2.1.1 纳米科技概述 |
24-26 |
|
2.1.2 纳米科技的应用前景 |
26-27 |
|
2.1.3 微／纳米加工技术 |
27-29 |
|
2.2 SPM技术介绍 |
29-34 |
|
2.2.1 STM的基本原理及发展 |
29-31 |
|
2.2.2 AFM的基本原理 |
31-32 |
|
2.2.3 扫描探针显微镜的优点及其局限 |
32-34 |
|
2.3 扫描探针加工技术国内外的研究 |
34-39 |
|
2.3.1 AFM阳极氧化纳米加工 |
36-37 |
|
2.3.2 AFM的碳纳米管微操作研究 |
37-39 |
|
本章小结 |
39-40 |
|
第三章 基于AFM的微／纳米加工系统与理论 |
40-49 |
|
3.1 实验系统构架 |
40-42 |
|
3.1.1 硬件组成 |
40-41 |
|
3.1.2 软件和重要参数 |
41-42 |
|
3.2 扫描器与探针 |
42-45 |
|
3.2.1 扫描器 |
42-43 |
|
3.2.2 AFM探测到的力及测力工具—悬臂探针 |
43-45 |
|
3.3 振动和漂移对测量精度的影响研究 |
45-46 |
|
3.4 基于AFM的微／纳米加工理论 |
46-48 |
|
3.4.1 AFM电场诱导氧化的基本原理 |
46-48 |
|
3.4.2 AFM操纵碳纳米管的方法 |
48 |
|
本章小结 |
48-49 |
|
第四章 基于AFM的电场诱导氧化加工实验 |
49-63 |
|
4.1 实验样品制备处理 |
49-50 |
|
4.2 氧化加工实验 |
50-57 |
|
4.2.1 点加工 |
50-55 |
|
4.2.2 线加工 |
55 |
|
4.2.3 复杂图形加工 |
55-57 |
|
4.3 模型以及机理分析 |
57-62 |
|
本章小结 |
62-63 |
|
第五章 AFM的碳纳米管微操作实验 |
63-77 |
|
5.1 碳纳米管介绍 |
63-65 |
|
5.1.1 碳纳米管结构 |
63-64 |
|
5.1.2 碳纳米管制备方法 |
64 |
|
5.1.3 碳纳米管的特性与应用 |
64-65 |
|
5.2 样品的制备 |
65-68 |
|
5.2.1 碳纳米管的分散 |
65-66 |
|
5.2.2 基底的选择 |
66-68 |
|
5.3 碳纳米管操纵实验 |
68-73 |
|
5.3.1 碳纳米管的检测 |
69-70 |
|
5.3.2 碳纳米管的操纵—推动、切割 |
70-72 |
|
5.3.3 碳纳米管的操纵—弯曲 |
72-73 |
|
5.4 碳纳米管操纵动态过程的微观力学分析 |
73-75 |
|
5.4.1 碳纳米管操纵的力学模型 |
73-74 |
|
5.4.2 基底表面形貌对微观摩擦的影响 |
74-75 |
|
本章小结 |
75-77 |
|
第六章 工作总结与展望 |
77-79 |
|
工作总结 |
77-78 |
|
工作展望 |
78-79 |
|
参考文献 |
79-86 |
|
攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
86-87 |
|
致谢 |
87-88 |
|
作者简介 |
88-89 |
|
原创性声明 |
89 |
|
使用授权的声明 |
89 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.343311 |
