大面積自立超薄ポリマーフィルムの作製

自立ポリマー薄膜は^、5-8センサー^、1-3 MEMS、触媒又は濾過^、4および組織工学などの様々な用途に使用され、これらはまた、閉じ込め下のポリマーの挙動を探索する基礎的な研究のために使用されています^{。9- 13}自立膜は、シリコンウエハ、ガラススライドとは対照的に、このような環状リングまたはフープのような非連続的な基板上に支持されているものです。この作業は、大面積のフィルムまたは高スループット生産のために適している超薄自立ポリマーフィルムのための単純な、反復可能な製造手順を記載しています。これは、ポリ（ビニルホルマール）、ポリスチレン、ポリ（メチルメタクリレート）などの異なるポリマーの様々な互換性があります。これは、13 cmの直径と同じ大きさ、または10 nmと薄い自立膜を製造するために使用することができます。

1）D：自立ポリマーの製造は、3つの基本的なステップで構成されていこのようなウエハやスライド、2） 放出またはリフトオフフィルムの基板から、および支持体上に得られたフィルムの3）、キャプチャなどの伝統的な基板上にポリマーフィルムのeposition。本稿では、さまざまなリリース方法に関する以前の研究で報告された手順を詳しく説明します^。14

堆積は、スピンコーティング、蒸着、またはディップコーティングのような塩基性ポリマー薄膜技術の任意の数によって達成することができます。この研究では、標準的なスピンコーティング技術を利用します。

技術"をオフフロートリフト」は、基板から超薄膜を解放するための最も一般的な方法である。この手法では^15、膜と基板は、適切な溶媒浴に浸漬されています。溶剤は、フィルムを解放し、それはお風呂のトップにフロートすることができ、フィルムを膨潤し、自発的な剥離を誘発します。最小膜厚できます^16：腫れ誘起歪エネルギーで界面剥離エネルギーのバランスをとることによって決定されるにオフフロートリフトを使用してリリースされます

（1）

Lは膜厚であり_、νfはフィルムのポアソン比である場合、Eは、フィルムのヤング率であり、ξは、フィルムの膨潤比であり、γは、剥離の界面エネルギーです。式（1）によって課される制限を回避する一般的な方法は、フィルムと堆積基板との間の犠牲中間層を堆積させることである^。17-20この層間溶媒浴に溶解すると、フィルムが解放され、支持体上に捕捉することができ。関連する方法は、犠牲層PR上にフィルムの機械的剥離を使用し、犠牲上層方法であります解散に^IOR。21

犠牲材料の使用は、いくつかの責任者の欠点を有します。まず、余分なプロセス材料及び工程の追加は、最適なフィルムの製造条件及び犠牲材料の処理条件との間の妥協を必要とするかもしれません。次に、犠牲材料は、最終的な自立フィルムの機械的特性や純度に影響を与えずに入金することは困難です。第三に、犠牲材料を堆積するためのプロセスを最適化し、全体的な自立膜の製造における動作としての品質を監視する必要があります^。14

本研究では、超薄膜のために使用される技術にオフフロートリフトを可能にする、界面剥離エネルギーを低下させる表面改質技術が記載されています。堆積基板は、ポリカチオンpolydiallyldiammoniumクロライド（PDAC）の自己限定、自己最適化に近い単層を組み立てることにより修飾されます。せいでポリカチオンと基板との間の結合の強さは、この表面改質は、その後の処理工程にロバストです。自己制限および近単層形成の自己最適化の性質は実質的にゼロの最適化が必要であり、大面積に容易に拡張可能です。

除去した後、フィルムは、それがフープ状の支持体上に捕捉された溶剤槽の上部に浮かびます。現存する文献に多くの注意を与えていないが、本研究において我々は、引裂きまたは他の方法でフィルムを損傷する可能性を低減する支持体上に大面積の薄膜を捕捉するための技術を説明します。