文档介绍：硕士学位论文

基于原子力显微镜的扫描探针平版印刷术的
研究

STUDY ON THE SCANNING PROBE
LITHOGRAPH BY ATOMIC FORCE
MICROSCOPY

杨永康

哈尔滨工业大学
2010 年 7 月
国内图书分类号:TG15 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开

硕士学位论文

基于原子力显微镜的扫描探针平版印刷术的
研究

硕士研究生:杨永康
导师:王铀教授
申请学位:工学硕士
学科:材料物理与化学
所在单位:材料科学与工程学院
答辩日期:2010 年 7 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TG15
.:

Dissertation for the Master Degree in Engineering

STUDY ON THE SCANNING PROBE
LITHOGRAPH BY ATOMIC FORCE
MICROSCOPY

Candidate: Yang Yongkang
Supervisor: Prof. Wang You
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Materials Physics and Chemistry
Affiliation: School of Materials Science and
Engineering
Date of Defence: July, 2010
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
变革性的纳米器件和纳米材料的研制热潮席卷全球,其核心技术:微加
工技术也成为人们积极研究急于突破的关键。而传统的微纳米加工技术由于
加工原理的制约,使得其难以满足人们对加工精度不断提高的要求,人们纷
纷将精力投入到其他领域,希望能够寻找到一种新的加工精度高、加工成本
低廉的加工方式。扫描探针平版印刷术就是一种被人们十分看好的加工手
段,有着多种加工方式,其中,机械印刷术有着加工原理简单、加工条件宽
松、易于实现等优点而受到人们的普遍关注,但目前所存在的各种机械印刷
技术往往存在着加工精度不高,加工质量较差以及手动加工所带来的加工效
率低下等缺陷,制约了其进一步的发展和应用。
本论文以原子力显微镜作为加工工具,以嵌段共聚物作为加工对象,提
出了一种基于原子力显微镜轻敲模式的程序控制的探针自动压印技术,通过
这种技术手段,我们压印得到了较为复杂的纳米图案,其有着很高的加工精
度,很好的加工质量以及加工效率,并且针尖磨损较轻,从而克服了之前的
机械印刷术所存在的缺陷,是一种有着广阔的发展空间和应用前景的微纳米
加工技术。
进一步的,我们将其应用于信息存储领域,以形态调控后得到的嵌段共
聚物 SEBS 的 PS 纳米球作为存储单元进行了数据的写入和读取,其理论存
储密度可以达到每平方英寸数百吉,高于现有的光存储、磁存储以及半导体
存储所能达到的存储密度。
此外,由于所选用的存储介质 SEBS 材料具有形状记忆效应,在高温下
发生形状回复,本论文研究了压印所得压痕的回复行为及其动力学,这一性
质使得以其为存储介质的存储方式可在高温下进行信息的擦除,实现了信息
的反复擦写,从而为高密度信息存储提供了新的思路和方式。

关键词:扫描探针平版印刷技术;原子力显微镜;纳米压印;嵌段共聚物;
信息存储

-I-
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
The research of revolutionary nano-instrument and nano-materials has
e a focus all over the world, the core of this technology: micromachining
es to be the key of what researchers want to breakthrough. But
because of the restrict on ma