激光干涉光刻制备微纳结构的表面积计算及其特性分析

论文摘要

在微纳结构制备领域中,激光干涉光刻制备技术吸引了国内外许多学者专家们的关注,它在制备特殊形貌的微纳结构方面具有很多优势,其应用前景广泛。而微纳结构单位表面面积的增加是微纳制造技术的最显著特征,它的改变对于材料的某些特性有很大的影响。第一章介绍了激光干涉光刻技术的现状、本文的研究目的、意义和内容。第二章基于原子力显微镜(AFM)和扫描电镜(SEM)的扫描图像,提出一种新的微纳结构表面面积计算方法,可以精确地计算实际表面面积,并对这种计算方法进行了验证。第三章介绍了激光干涉光刻的基本原理,经MATLAB软件模拟不同的形貌图形,并使用双光束、三光束和四光束激光干涉光刻技术,在抛光单晶硅和铁镍合金材料上制备出不同形貌结构的样品。利用AFM、SEM和光学显微镜观测样品表面,并依据本文所介绍的方法计算样品表面的面积。第四章主要分析了表面积增加对其材料特性的影响。利用已有的设备或者搭建设计实验,检测样品的反射率,光电转换和疏水性特性,再通过计算其增加的表面面积,分析研究表面面积增加对材料特性的影响。研究发现表面面积增加越大,材料的减反射特性越好,并且在一定范围内,光电转换效率有所增加,而疏水特性与表面面积的增加也有很大关系。这对于分析微纳结构表面参数对其特性的改变有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 激光干涉光刻技术的现状
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 本文的研究内容与创新点
• 1.3 本文的结构安排
• 第二章 微纳结构表面积的计算
• 2.1 基于AFM扫描样品形貌图像的表面面积计算
• 2.2 基于SEM扫描样品形貌图像的表面面积计算
• 2.3 表面积的验证及模拟计算
• 第三章 激光干涉光刻制备微纳结构
• 3.1 相干光干涉的基本理论
• 3.2 双光束干涉
• 3.3 三光束干涉
• 3.4 四光束干涉
• 3.5 微纳结构样品制备
• 3.5.1 双光束干涉单曝光
• 3.5.2 三光束干涉单曝光
• 3.5.3 四光束干涉曝光
• 第四章 微纳结构表面积及其特性分析
• 4.1 减反射特性与表面面积之间的关系
• 4.2 光电转换特性与表面面积的关系
• 4.3 疏水特性与表面面积变化之间的关系
• 第五章 总结和展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献