周期性二维微纳光学结构的制备

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1、硕士学位论文周期性二维微纳光学结构的制备FABRICATIONOFPERIODIC2DMICROANDNANOOPTICALSTRUCTURE金岸哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TH741学校代码：10213国际图书分类号：681密级：公开工学硕士学位论文周期性二维微纳光学结构的制备硕士研究生：金岸导师：金鹏教授申请学位：工学硕士学科：仪器科学与技术所在单位：超精密光电仪器工程研究所答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH741U.D.C:681DissertationfortheMa

2、sterDegreeinEngineeringFabricationofPeriodic2DMicroandNanoOpticalStructureCandidate：JinAnSupervisor：Prof.JinPengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringInstrumentationScienceandSpeciality：TechnologyDepartmentofAutomaticAffiliation：MeasurementandControlthDateofDefence：Jun

3、e30,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要基于纳米压印技术与反应离子刻蚀技术可以高效的实现微纳米结构高精度、低成本、高产出的结构复制。但是目前基于纳米压印技术的微纳结构复制还存在着以下问题：由于纳米压印技术为1:1复制，压印使用的模板需具有足够精度，目前大多采用电子束直写等方式加工，这就带来了模板加工成本高昂、加工效率较低的问题。课题“周期性二维微纳光学结构的制备”针对上述问题，结合纳米粒子自组装技术进行理论分析和实验研究，

4、通过基于纳米粒子自组装技术完成纳米压印中的周期性二维模板制备，为更低成本、更高效率的纳米压印技术提供技术基础。本文主要完成以下工作：一、对以周期性介质微纳结构和周期性金属微纳结构为典型的周期性二维微纳光学结构的特点及应用现状进行研究，对当前周期性二维微纳结构的制备工艺的发展进行了研究。针对当前纳米压印技术模板制备成本高、加工效率低的问题提出了基于纳米粒子自组装制备压印模板的方法。二、在前人对分子自组装的理论研究的基础上，进一步对纳米粒子自组装过程进行分析，并对其作为一种微纳米加工方式的特点进行讨论。分析了纳米粒子在进行自组装时多个因素对其成膜的

5、影响，力图向基于纳米粒子自组装制备纳米压印模板提供理论指导。三、基于本课题对纳米粒子自组装的理论分析和实验指导，完成纳米粒子自组装获得周期行二维结构。对反应离子刻蚀技术进行研究，在完成基于纳米粒子自组装的周期性二维结构后，完成压印模板的制备。四、对纳米压印技术进行研究，并以500纳米线宽，1000纳米周期的二维光栅为例，结合理论与实验对压印过程中的多个工艺参数进行分析，主要包括涂覆压印胶的厚度，压印温度，压印压力，压印时间以及曝光时间对光栅制备的影响。并分别采用两块模板进行光学微纳结构复制。最后，对所制备的光学元件进行表面形貌分析和其他光学性能

6、测试。关键词：周期性二维微纳结构；自组装；纳米压印；反应离子刻蚀-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTThetechnologybasedonnano-imprinttechnologyandreactiveionetchingtechniquesmakesthereplicationofhigh-precise,low-costandhigh-yieldmicro-andnanostructurecanbeimplementedsimplyandefficiently.Butnow,thereplicationofmicro-a

7、ndnanostructuresbasedonnano-imprinttechnologystillremainsfollowingproblem:astheradioofthereplicationofnano-imprinttechnologyis1:1,thetemplateusedforimprintshouldhassufficientaccuracy,andcurrently,mostpeopleusingdirect-writeelectronbeamprocessing,etc.,whichleadstothetemplatep

8、rocessingcostlyandlowerprocessingefficiency.Project‘Preparationofperiodictw