隨著電子器件越來越小型化，如何方便、可控地在單晶矽表面設計和構築具有特定功能和特性的跨尺度微納複合結構一直是當今微納製造領域中的熱點和難點問題。本書針對該問題，提出“基於機械-化學方法的矽表面功能性微納結構製造新方法”這一前沿性課題。全書共6章，敘述套用機械-化學方法在矽表面製造功能性微納結構的全過程及其表征與分析，並對後期的套用進行系統的研究。
基本介紹
- 書名：基於機械-化學方法的微納製造技術
- 出版社：電子工業出版社
- 頁數：93頁
- 開本：16
- 品牌：電子工業出版社
- 作者：史立秋
- 出版日期：2014年7月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7121237121
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,序言,
基本介紹
內容簡介
《基於機械-化學方法的微納製造技術》提出了一種新的微納結構製造方法。
作者簡介
史立秋，佳木斯大學專職教師，副教授，哈爾濱工業大學博士研究生；中國機械工程學會高級會員，中國微米納米技術學會高級會員。
圖書目錄
第1章緒論1
1.1納米技術的提出和微納製造1
1.2矽表面微納結構加工技術2
1.2.1“自上而下”的刻蝕技術2
1.2.2“自下而上”的自組裝方法4
1.3基於機械化學方法的微納結構製造技術的研究現狀6
1.3.1矽表面可控自組裝微納結構製造技術6
1.3.2矽表面自組裝微納結構的模擬計算10
1.4本書的主要研究內容12
參考文獻13
第2章矽表面可控自組裝微納結構的理論研究19
2.1引言19
2.2矽表面可控自組裝微納結構反應機理分析19
2.3量子化學模擬的理論基礎20
2.3.1局域密度近似和廣義梯度近似22
2.3.2贗勢23
2.4模型的建立和計算方法24
2.4.1建立模型24
2.4.2計算方法27
2.5計算結果和討論28
2.5.1鍵角和鍵長28
2.5.2晶面能量31
2.5.3化學鍵布居33
2.6本章小結33
參考文獻34
第3章微加工系統的建立及微加工工藝研究35
3.1引言35
3.2微加工系統的建立35
3.2.1微加工系統的原理35
3.2.2微加工系統的介紹37
3.3微結構加工工藝研究38
3.3.1刀具的選取38
3.3.2微結構加工的主要步驟42
3.3.3加工過程中刻劃力的影響43
3.3.4典型微結構的加工46
3.4本章小結47
參考文獻48
第4章矽表面可控自組裝微納結構的實驗研究49
4.1引言49
4.2實驗材料和設備49
4.3矽表面可控自組裝微納結構的製造51
4.3.1矽片的預處理51
4.3.2芳香烴重氮鹽溶液的配製52
4.3.3實驗步驟52
4.4可控自組裝微納結構的檢測53
4.4.1微觀形貌的表征53
4.4.2組成元素的分析56
4.4.3結構和成鍵類型的分析59
4.5本章小結64
參考文獻64
第5章自組裝微納結構的摩擦與黏附性能研究66
5.1引言66
5.2自組裝結構摩擦性能的研究66
5.2.1基於AFM建立摩擦性能測試系統66
5.2.2AFM檢測摩擦性能的原理68
5.2.3摩擦性能的測量結果及分析68
5.2.4納米摩擦性能的影響因素分析71
5.3自組裝結構黏附性能的檢測73
5.3.1自組裝結構的水接觸角測量73
5.3.2力曲線檢測黏附力原理75
5.3.3黏附性能的測量結果及分析76
5.4本章小結79
參考文獻79
第6章矽表面可控微納結構製造技術的套用研究81
6.1引言81
6.2自組裝掩模的製備及微結構加工81
6.2.1矽表面形成自組裝掩模的原理82
6.2.2利用掩模加工微結構83
6.2.3加工結果和討論83
6.3矽表面固定單鏈DNA85
6.3.1矽表面固定單鏈DNA的原理85
6.3.2實驗方法86
6.3.3結果和討論87
6.4矽表面連線碳納米管89
6.4.1矽表面連線碳納米管的原理90
6.4.2實驗方法90
6.4.3矽表面連線碳納米管的表征91
6.5本章小結92
參考文獻92
1.1納米技術的提出和微納製造1
1.2矽表面微納結構加工技術2
1.2.1“自上而下”的刻蝕技術2
1.2.2“自下而上”的自組裝方法4
1.3基於機械化學方法的微納結構製造技術的研究現狀6
1.3.1矽表面可控自組裝微納結構製造技術6
1.3.2矽表面自組裝微納結構的模擬計算10
1.4本書的主要研究內容12
參考文獻13
第2章矽表面可控自組裝微納結構的理論研究19
2.1引言19
2.2矽表面可控自組裝微納結構反應機理分析19
2.3量子化學模擬的理論基礎20
2.3.1局域密度近似和廣義梯度近似22
2.3.2贗勢23
2.4模型的建立和計算方法24
2.4.1建立模型24
2.4.2計算方法27
2.5計算結果和討論28
2.5.1鍵角和鍵長28
2.5.2晶面能量31
2.5.3化學鍵布居33
2.6本章小結33
參考文獻34
第3章微加工系統的建立及微加工工藝研究35
3.1引言35
3.2微加工系統的建立35
3.2.1微加工系統的原理35
3.2.2微加工系統的介紹37
3.3微結構加工工藝研究38
3.3.1刀具的選取38
3.3.2微結構加工的主要步驟42
3.3.3加工過程中刻劃力的影響43
3.3.4典型微結構的加工46
3.4本章小結47
參考文獻48
第4章矽表面可控自組裝微納結構的實驗研究49
4.1引言49
4.2實驗材料和設備49
4.3矽表面可控自組裝微納結構的製造51
4.3.1矽片的預處理51
4.3.2芳香烴重氮鹽溶液的配製52
4.3.3實驗步驟52
4.4可控自組裝微納結構的檢測53
4.4.1微觀形貌的表征53
4.4.2組成元素的分析56
4.4.3結構和成鍵類型的分析59
4.5本章小結64
參考文獻64
第5章自組裝微納結構的摩擦與黏附性能研究66
5.1引言66
5.2自組裝結構摩擦性能的研究66
5.2.1基於AFM建立摩擦性能測試系統66
5.2.2AFM檢測摩擦性能的原理68
5.2.3摩擦性能的測量結果及分析68
5.2.4納米摩擦性能的影響因素分析71
5.3自組裝結構黏附性能的檢測73
5.3.1自組裝結構的水接觸角測量73
5.3.2力曲線檢測黏附力原理75
5.3.3黏附性能的測量結果及分析76
5.4本章小結79
參考文獻79
第6章矽表面可控微納結構製造技術的套用研究81
6.1引言81
6.2自組裝掩模的製備及微結構加工81
6.2.1矽表面形成自組裝掩模的原理82
6.2.2利用掩模加工微結構83
6.2.3加工結果和討論83
6.3矽表面固定單鏈DNA85
6.3.1矽表面固定單鏈DNA的原理85
6.3.2實驗方法86
6.3.3結果和討論87
6.4矽表面連線碳納米管89
6.4.1矽表面連線碳納米管的原理90
6.4.2實驗方法90
6.4.3矽表面連線碳納米管的表征91
6.5本章小結92
參考文獻92
序言
前言
納米科技自20世紀80年代末開始迅速發展以來，在信息、材料、生物、微電子、微製造和國家安全等方面顯示出越來越重要的套用前景，已成為世界關注的重要科技前沿之一。納米結構的製備是納米科技發展的基礎。研究成本低廉、使用方便的可控自組裝製造技術對於構築以分子為結構單元的納米結構或器件具有重要意義。本書提出了一種新的微納結構製造方法，以機械-化學方法為主要手段，對單晶矽(100)表面製造形狀、位置和功能可控的芳香烴自組裝微納結構進行了系統研究。
本書共分6章，各章都是環環相扣，前後呼應，聯成一體；敘述了納米技術中微納結構加工的新方法及其結構的性能、表征、檢測和套用等。既有基本原理的闡述，也有國內外近期發展的介紹，以及作者本人研究工作的匯集。書中也對一些科學現象進行挖掘和對基本原理的深入淺出的解釋。各章的題目和內容簡介如下：第1章緒論，介紹目前納米科技的發展以及微納結構製造的國內外現狀，提出一種矽表面微納結構加工的新方法——機械-化學方法；第2章矽表面可控自組裝微納結構的理論研究，主要介紹了用量子化學模擬的方法從理論的角度分析和研究自組裝的過程；第3章微加工系統的建立及微加工工藝研究，介紹了利用機械-化學方法進行微納結構加工的實驗系統的建立和工藝研究；第4章矽表面可控自組裝微納結構的實驗研究，講述了該方法的實驗過程及實驗結構的分析與表征；第5章自組裝微納結構的摩擦與黏附性能研究，介紹一種基於AFM系統改裝的摩擦與粘附性能測試的系統，對微納結構進行性能分析；第6章矽表面可控自組裝微納結構製造的套用研究，闡述了通過機械-化學方法製備的微納結構的後續套用。
本書適合於從事或有興趣於納米科技研究或教學的教師、研究生、本科生、科研工作者和工程技術人員閱讀。本書得到了中國國家自然科學基金委員會（項目編號51105174）、黑龍江省教育廳、黑龍江省科技廳、佳木斯大學等項目的財力支持，併入選2014年度黑龍江省高校新世紀優秀人才支持計畫（1254-NCET-022）在此表示感謝！
儘管著者為本書付出了十分的心血和努力，但書中仍然存在一些疏漏和欠妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
納米科技自20世紀80年代末開始迅速發展以來，在信息、材料、生物、微電子、微製造和國家安全等方面顯示出越來越重要的套用前景，已成為世界關注的重要科技前沿之一。納米結構的製備是納米科技發展的基礎。研究成本低廉、使用方便的可控自組裝製造技術對於構築以分子為結構單元的納米結構或器件具有重要意義。本書提出了一種新的微納結構製造方法，以機械-化學方法為主要手段，對單晶矽(100)表面製造形狀、位置和功能可控的芳香烴自組裝微納結構進行了系統研究。
本書共分6章，各章都是環環相扣，前後呼應，聯成一體；敘述了納米技術中微納結構加工的新方法及其結構的性能、表征、檢測和套用等。既有基本原理的闡述，也有國內外近期發展的介紹，以及作者本人研究工作的匯集。書中也對一些科學現象進行挖掘和對基本原理的深入淺出的解釋。各章的題目和內容簡介如下：第1章緒論，介紹目前納米科技的發展以及微納結構製造的國內外現狀，提出一種矽表面微納結構加工的新方法——機械-化學方法；第2章矽表面可控自組裝微納結構的理論研究，主要介紹了用量子化學模擬的方法從理論的角度分析和研究自組裝的過程；第3章微加工系統的建立及微加工工藝研究，介紹了利用機械-化學方法進行微納結構加工的實驗系統的建立和工藝研究；第4章矽表面可控自組裝微納結構的實驗研究，講述了該方法的實驗過程及實驗結構的分析與表征；第5章自組裝微納結構的摩擦與黏附性能研究，介紹一種基於AFM系統改裝的摩擦與粘附性能測試的系統，對微納結構進行性能分析；第6章矽表面可控自組裝微納結構製造的套用研究，闡述了通過機械-化學方法製備的微納結構的後續套用。
本書適合於從事或有興趣於納米科技研究或教學的教師、研究生、本科生、科研工作者和工程技術人員閱讀。本書得到了中國國家自然科學基金委員會（項目編號51105174）、黑龍江省教育廳、黑龍江省科技廳、佳木斯大學等項目的財力支持，併入選2014年度黑龍江省高校新世紀優秀人才支持計畫（1254-NCET-022）在此表示感謝！
儘管著者為本書付出了十分的心血和努力，但書中仍然存在一些疏漏和欠妥之處，敬請廣大讀者批評指正。
