利用Langmuir技术构筑的光抗蚀剂聚合物纳米薄膜的表面微观结构及在光刻蚀方面的应用（I）：气液界面上聚合物单分子膜表面行为的研究

合成了含有缩酮保护基团的共聚物聚N-十二烷基丙烯酰胺／1．4-二噁螺环[4,4]壬烷-2-亚甲基甲基丙烯酸酯pDDMA／DNMMA,并用Langmuir技术构建了单层和多层纳米超薄膜,用表面压（π）和静态弹性模量（Es）随平均重复单元面积（A）的变化研究了聚合物在气／液界面上的表面行为。研究结果表明,共聚物pDDMA／DNMMA能在水面上紧密排列,形成稳定的分子取向规整的Langmuir分子膜,其单层膜的厚度为1．6nm;分子的主链平躺在水面上,分子的侧链基团以与水面呈62°夹角向上伸展。与π-A曲线相比,Es—A曲线能更清楚直观地反映单分子层在挤压过程中微观结构的变化。Es-π曲线的研究为优化拉膜工艺条件提供了可靠依据。排列紧密的单分子膜在-定的表面压下,可单层、多层均匀的转移到固体基板上,形成规整有序层状结构的LB膜。     

5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉Langmuir-Blodgett膜的性质研究

研究了具有双亲性的5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉(TSPP)在气-液界面上的成膜性能,制备了不同层数的TSPP LB膜.利用UV-vis分光光度计,小角x射线衍射,原子力显微镜等方法,研究了膜的表面形貌及卟啉分子在膜中的排列取向及相互作用.实验结果表明:双亲性的5,10,15-三对氯苯基-20-邻(α-氧基硬脂酸)苯基卟啉(TSPP)在气液界面上具有良好的成膜性能,制备的单层和多层LB膜性能稳定并具有良好的纵向均匀性和结构周期性.在旋转涂得的薄膜上,TSPP分子以聚集体的形式分散分布,未聚集的TSPP分子形成的薄膜,表面分布着大量针孔状的缺陷;LB膜表面平整均匀,TSPP分子的环平面紧密地排列在一起以羧基为支撑点垂直“站立”在基片平面上,分子侧链与基片平面成52.3°角排列.     

利用Langmuir技术构筑的光抗蚀剂聚合物纳米薄膜的表面微观结构及在光刻蚀方面的应用（Ⅱ）：用深紫外诱导的含缩酮共聚物的光刻和光化学反应

用AFM、UVvis、FTrIR、GPC和石英晶体微天平（QCM）对以十二烷基甲基丙烯酰胺（DDMA）为成膜物质,以1,4-二嗯螺环[4,4]壬烷-2-亚甲基甲基丙烯酸酯（DNMMA）为光敏感物质的共聚物（pDDMA—DNMMA）LB膜的光刻过程及光分解机理进行了初步探讨。实验结果表明,在深紫外光源照射下,聚合物分子的主链和侧链发生分解反应,生成能挥发、易溶解的链碎片,用碱溶液显影后,可得到分辨率为0．75μm（所用掩膜所能达到的最大分辨率）的抗蚀剂LB膜正型图形。以这种共聚物LB膜图形为抗蚀层,经湿法腐蚀、除去抗蚀层等工序,可将抗蚀剂图形较好地转移到金薄膜上,得到具有相同分辨率的金属金的转移图形。     

Micro-friction of diazoresin/polyacrylic acid self-assembly films in water with atomic force microscopy

Ultrathin films composed of diazoresin（DR）and polyacrylic acid（PAA）were fabricated.The surface morphology of the films in water was measured using an atomic force microscopy（AFM）.The self-assembly technique makes the surface rather flat and uniform.The friction force and its dependence on the velocity differ from the surface charge of the thin films.The friction force of repulsive DR/PAA film increases linearly with velocity and has lower values than that of attractive DR film over the full range of velocity.As the velocity increases,the attractive friction of DR film first decreases to a minimum at a velocity of 2 line/s and then increases all the way.When the surface is repulsive to the friction substrate,the friction of thin films that is determined by hydrated lubrication of polymer chains that is ultralubricated;when it is adhesive to the friction substrate,the friction is mainly contributed from the elastic deformation of adsorbed polymer chains in the low velocity region and from viscous sliding in the presence of hydrated-layer lubrication of the polymer chains in the higher velocity region.     

液下原子力显微镜对BA膜和C60复合LB膜的重组

利用Langmuir-Blodgett (LB)方法, 以二十二酸 (behenic acid, BA)、 二十酸(arachic acid, AA)、 十八酸 (stearic acid, SA) 和十八胺 (octadecanyl amine, OA)作为辅助成膜材料, 组装了C₆₀复合膜和BA膜, 液下原子力显微镜直接对LB膜在水相中的重组进行观察. 结果表明, C₆₀复合LB膜和二十二酸镉单层膜在水相中都发生了重组, 但前者的重组程度较小, 并且C₆₀聚集体颗粒的粒径均匀. 脂链的重组可能是由于水相中的Cd²⁺减弱了头基与云母基片之间的相互作用引起的, 相同条件下由于混合C₆₀膜中发生酸碱缔合使其重组程度较小.     

利用原子力显微镜测量石英岩表面分子沉积膜的粘附力

对原子力显微镜（ＡＦＭ）探针测出的一条理想的力位移曲线进行了分析,推导出了根据实测的力位移曲线计算粘附力的公式。对表面分子沉积膜生长前后的石英岩和扫描探针之间的粘附力进行了实验研究,结果发现这种沉积膜可以降低石英岩表面的粘附力     

一种季铵型聚离子液体刷的制备及表征

用表面引发反向原子转移自由基聚合方法RATRP,以CuCl2/Bpy/AIBN为催化体系,在硅片表面成功接枝聚合了一种季铵型离子液体.利用椭圆偏光、静态接触角测定、傅里叶变换衰减红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、激光光散射对聚合物分子量、聚合物膜等进行了表征.结果表明,聚合离子液体膜表面的润湿性与离子液体的种类及取代基碳链长度密切相关.     

钨磷酸/聚乙烯基吡咯烷酮纳米复合膜的光致变色性能

制备了一系列不同配比的钨磷酸/聚乙烯基吡咯烷酮纳米复合薄膜.通过原子力显微镜、红外光谱和紫外-可见吸收光谱对复合薄膜的结构和光致变色性能进行了研究.AFM结果表明,复合前后聚乙烯基吡咯烷酮表面形貌因杂多酸的掺杂而发生了显著变化.红外光谱分析结果表明,Keggin结构钨磷酸和聚乙烯基吡咯烷酮分子的基本结构在复合薄膜中仍然存在,乙烯基吡咯烷酮分子基团质子化后与杂多阴离子成盐,形成电荷转移桥.在紫外光照射下,复合薄膜由无色变为蓝色,在空气中暗处放置后复合膜重新恢复为无色.复合膜的升色速度和褪色速度均随着杂多酸含量的增加而加快.结果表明,杂多酸含量对复合膜的光致变色性能存在显著影响.     

玻璃基片上磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的亲水性能研究

采用射频磁控溅射法制备了纳米TiO2薄膜,应用原子力显微镜观察了薄膜表面形貌,通过测量薄膜表面水滴直径计算接触角的方法研究了TiO2薄膜的亲水性能,发现磁控溅射制备的TiO2薄膜在紫外灯照射下有明显亲水性.