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日本NIMS借助气泡制造出纳米尺寸的自立膜
日经BP社记者 里里 / 时间:2007-08-20 17:28:52
  据日经BP社2007年8月17日讯 日本物质及材料研究机构(NIMS)的研究小组,利用肥皂泡的性质,开发出了可在排列于底板上的μm级孔内部制造出薄至1~100nm的无机物质自立膜简便工艺。纳米尺寸(Nanoscale)自立膜有望用来研究MEMS、分子及离子分离膜、金属及半导体的纳米物性。迄今为止,μm级自立膜的制造一般采用光刻法,但需要反复成膜、形成图案以及蚀刻等操作。此次的成果不仅可制作更薄的自立膜,而且比起以前的制造法,其工艺成本低廉、简便易行、环境污染小。
  此次开发的方法如下,首先准备开有细孔的底板,将底板浸入界面活性分子(十二烷基磷酸胆碱,Dodecyl Hosphocholine)的水溶液中,在细孔内部形成气泡膜。然后,使其在大气中干燥,由此获得2个分子厚度(约3nm)的有机自立膜。在该膜上通过溅镀法、电子束蒸镀法、热蒸镀法蒸镀多种无机物质,结果在非晶体碳(C)及硅上,形成了1~100nm左右的均质自立膜。另外,在半金属(Te)上也成功地形成了100nm左右的自立膜。
  另一方面,虽然在金属(Pt、Fe、In)上难以进行20nm以上的蒸镀,在化合物半导体(CdSe)上难以进行50nm以上的蒸镀,但如果预先在气泡膜上蒸镀碳,则随后的蒸镀稳定性会提高。这样就证实了可轻松地堆叠包括金属及半导体在内的多种无机物质。界面活性分子自立膜对无机物质蒸镀的稳定性高,蒸镀后可轻松地用水洗掉。
  从原理上说,气泡膜可在各种形状的细孔中形成,而且对底板的材质没有要求。该方法还可用于带有凹凸的底板以及大面积底板。估计这种制造无机自立膜的技术对10μm以下的细孔有效。
  这项研究是由NIMS纳米有机中心功能膜研究小组主管兼小组带头人的一之濑泉、主任研究员靳健(音译)、ICYS特别研究员(Fellows)彭新生、半导体材料中心半导体元器件材料开发小组主席研究员若山裕联手进行的。
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