多功能纳米压印机的研制及其在自支撑光栅制备中的应用

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1、多功能纳米压印机的研制及其在自支撑光栅制备中的应用作者：袁长胜导师：闵乃本教授陈延峰教授南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室DesignandFabricationofMulti·-FunctionalNanoimprintMachineandItsApplicationinFabricationofFree--StandingGratingsByChang-ShengYuanSupervisedbyProf．Nai—BenMingProf．Yan—FengChenCollegeofPhysics&NationalLaboratoryofSolidStateMicrostructure

2、s，NanjlingUniversityJuly10恤2010目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．IAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．III第一部分紫外朦}压固化多功能纳米压印机的研制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．1第一章纳米压印技术及其应用特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5第二章紫外／热压固化多功能纳米压印机研制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7第一节多功能纳米压印机的研制背景与特色⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7第二节多功能纳米压印机的功能体系设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯8第三节多功能纳米压印机的结构单元与零部件设计与加工⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．12第四节多功能纳米压印机整机与外观设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．20第五节多功能纳米压印机具体应用实例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．22第三章结论与总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．25第二部分基于纳米压印技术的自支撑金透射光栅的设计与研制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．27第一章金属自支撑透射光栅⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27第一节研究背景与意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯．27第二节金属自支撑透射光栅的结构设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31第二章基于纳米压印技术的200rim周期金自支撑透射光栅的制备技术与工艺⋯．．33第一节纳米压印技术制备200nlTl周期自支撑透射金光栅的工艺流程设计⋯⋯33第二节纳米压印技术制备光栅图案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．35第三节金透射光栅的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．38第四节金属支撑结构的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．40第三章200nill周期金自支撑透射光栅样品的测试与表征⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯43第一节金自支撑透射光栅样品表面结构表征与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯．43第二节金自支撑透射光栅样品的软X射线衍射效率的测试与分析⋯⋯⋯⋯⋯48第四章结论与总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．56第三部分一维光子晶体／金属薄膜结构中表面电磁波物理特性的研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59第一章导言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯59参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63第二章一维光子晶体表面场增强与局域表面模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67第一节一维光子晶体能带结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、．67第二节有限周期一维光子晶体的局域表面模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．692．1有限周期一维光子晶体的局域场表面增强效应⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．692．2有限周期1DPC的表面模色散关系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．71参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．73第三章一维光子晶体／金属薄膜结构中的表面模与表面波⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯75第一节一维光子晶体／金属薄膜结构中的表面模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯751．1问题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．751．21DPC／金属薄膜结构的表面模与场分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．78第二

7、节一维光子晶体／金属薄膜结构参数对表面模与表面波的影响⋯⋯⋯⋯⋯．．822．11DPC／金属银薄膜结构中TE和TM表面模和表面波的透射谱模拟⋯⋯832．21DPC／金属银薄膜结构中TE和TM表面模和表面波的反射谱与角谱模拟研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．88第三节一维光子晶体／金属薄膜结构表面模与表面波的实验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．923．11DPC／金属薄膜结构设