Micropunching litografía para la generación de microempresas y patrones de submicrónicas de sustratos poliméricos

Polímeros conductores han atraído gran atención desde el descubrimiento de alta conductividad en poliacetileno dopado en 1977 ^1. Ofrecen las ventajas de bajo peso, fácil adaptación de las propiedades y una amplia gama de aplicaciones de ^2,3. Debido a la sensibilidad de los polímeros conductores a las condiciones ambientales (por ejemplo, el aire, las soluciones de oxígeno, la humedad, altas temperaturas y químicos), las técnicas litográficas presentan importantes desafíos técnicos para trabajar con estos materiales ^4. Por ejemplo, los actuales métodos fotolitográficos, tales como ultra-violeta (UV), no son adecuados para modelar los polímeros conductores debido a la implicación de los procesos de grabado húmedo y / o en seco en estos métodos. Además, los actuales micro / nanosistemas principalmente tienen una forma plana ^5,6. Una capa de estructuras se construye sobre las superficies superiores de otra capa de características fabricadas. Varias capas de estas estructuras se apilan para formar numerosos dispositivos sobreun sustrato común. Las superficies laterales de las microestructuras no se han utilizado en la construcción de dispositivos. Por otro lado, los patrones de las paredes laterales podrían ser utilizados, por ejemplo, para construir circuitos en 3-D, modificar los canales fluídicos y el crecimiento directo horizontal de nanocables y nanotubos.

Un método macropunching se ha aplicado en la industria manufacturera para crear macropatrones en una chapa metálica de más de cien años. Motivados por este enfoque, hemos desarrollado un método de litografía micropunching (MPL) para superar los obstáculos de los patrones polímeros conductores y la generación de los patrones de las paredes laterales. Al igual que el método macropunching, la MPL también incluye dos operaciones (Fig. 1): (i) de corte, y de dibujo (ii). El "corte" la operación fue aplicada a tres patrones de polímeros conductores ^4, polipirrol (PPy), poli (3,4-ethylenedioxythiophen)-poli (4-estirenosulfonato) (PEDOT) y la polianilina (PANI). Se emplea también para crear microestructuras al ⁷. Las microestructuras fabricadas de polímeros conductores han sido utilizados como humedad ^{8, 8} química, y la glucosa sensores ^9. Microestructuras combinados de Al y polímeros conductores han sido empleados para fabricar capacitores y heterouniones diversos ^9,10,11. El "corte", la operación también se aplicó para generar submicrónicas de patrones, como la 100 – y 500 nm de ancho líneas de PPy, así como de 100 nm de ancho-cables Au. El "dibujo" la operación fue empleada para dos aplicaciones: (i) producen patrones de Au laterales de polietileno de alta densidad (HDPE) de canales que podrían ser utilizados para la construcción de microsistemas 3D ^12,13,14, y (ii) fabricar polidimetilsiloxano (PDMS) micropilares sobre sustratos de HDPE para aumentar el ángulo de contacto del canal ^15.