液体への直接蒸着有機膜の機械的特性の研究

直接沉积到液体中的有机薄膜的机械性能研究

• 批准号: 09J10021
• 负责人: NGUYEN BinhKhiem (2010)
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J10021/
• 关键词: MEMS; パリレン; 真空蒸着; ポリマー; 多孔質; 薄膜; 表面; 膜応力; カプセル化

蒸着中の膜による張力と膜厚を計測し、Parylene-on-Liquid-Deposition(POLD)の膜応力を計算した。前年度の観測結果では、多孔質性層の厚さが1.6μmである。多孔質性層が形成する間、膜応力が上昇する。膜厚が多孔質性層の厚さを越えると膜応力が減少する。前年度の結果、多孔質性層には収縮性応力が生じるが、非多孔質性層には膨張性応力が生じるということと一致する。蒸着プロセスの物理的パラメーターであるダイマー昇華温度、ダイマー熱分解温度、成膜圧力などを変えることにより、成膜中でのモノマーガスの分子の運搬量や拡散速度を変化させ、パリレン膜のナノスケール構造へ影響を与えた。その影響を多孔性層の厚さ、表面粗さ、表面形状特徴、表面疎水性などで評価した。多孔質性層の厚さ、表面の微細形状と寸法は液体の種類によって変わり、さらに、表面の親水性・疎水性も、用いた液体から影響を受けることが分かった。液体の種類と成分によるパリレン多孔性層の表面修飾方法を調べた。液体の種類を変えると多孔性層の構造が変わることが分かった。画像分析で表面の幾何学的な特徴を計算できるので、ナノスケール表面構造の違いを定量的に評価できた。また、染料Nile Red、Carbon Nano Tube (CNT)、マイクロビーズ等が混ざった液体にパリレン成膜すると、蛍光を発するパリレン膜やCNTとビーズで表面修飾したパリレン膜ができた。ポリマー化反応を抑制する液体を用いて蒸着と同時にパリレンパターニングすることができた。FeやNiなど固体表面で成膜する場合、パターニングできるパリレンの厚さは数百nmまでである。Feイオンを含むイオン性液体でのPOLDでは、1μm以上厚いパリレン膜をパターニングできると分かった。そして、液体によるパリレン表面パターニング方法と成膜と同時にパリレン膜のパターニング方法によるPOLDパリレンのマイクロ・ナノデバイスの基本的な形成方法を提案した。以上の研究成果を第24回微小電気機械システム国際会議MEMS2011で発表し、学術雑誌に投稿した。

The <s:1> film による tension と film thickness を gauge was used to measure the <s:1>, and the 応 force を of Parylene-on-Liquid-Deposition(POLD) <s:1> film was calculated by <s:1> た た. The previous year 's <s:1> 観 test results show that で で and the thickness of the porous layer <s:1> is さが1.6μmである. The porous layer が forms する interstitial and membrane 応 forces が rise する. The thickness of the membrane が the thickness of the porous layer <s:1> the thicker the さを, the less the えると membrane 応 force が and する. Before the annual の results, porous layer に は 収 shrinkage 応 force born が じ る が, non porous layer に は sexual 応 expansion force born が じ る と い う こ と と consistent す る. Steamed プ ロ セ ス の physical パ ラ メ ー タ ー で あ る ダ イ マ ー sublimation temperature, ダ イ マ ー pyrolysis temperature, film pressure な ど を - え る こ と に よ り, film-forming で の モ ノ マ ー ガ ス の molecular の carrying amount や company spread speed を variations change さ せ, パ リ レ ン membrane の ナ ノ ス ケ ー ル tectonic へ influence を and え た. そ の influence を の さ thick porous layer, surface coarse さ, water-based surface shape of 徴, surface 疎 な ど で review 価 し た. Qualitative の thick porous さ shape, surface の imperceptible と inch method type の liquid は に よ っ て - わ り, さ ら に, surface の hydrophilic 疎 water-based も, use い た liquid か ら を by け る こ と が points か っ た. Liquid type と composition によるパリレ <s:1> porous layer <e:1> surface modification method を adjustment べた. The <s:1> type of liquid を changes えると the structure of the porous layer <e:1> が changes わる the った とが is divided into った. Portrait analysis の で surface geometry of な 徴 を computing で き る の で, ナ ノ ス ケ ー ル surface structure の violations い を に of quantitative evaluation of 価 で き た. ま た, dye Nile Red and Carbon Nano Tube (CNT), マ イ ク ロ ビ ー ズ が such as mixed ざ っ た liquid に パ リ レ ン film-forming す る と 蛍 light を 発 す る パ リ レ ン membrane や CNT と ビ ー ズ で surface modification し た パ リ レ ン membrane が で き た. ポ リ マ ー turn against 応 を inhibit す る liquid を with い て steamed と simultaneously に パ リ レ ン パ タ ー ニ ン グ す る こ と が で き た. Fe や Ni な ど solid surface で す membrance る occasions, パ タ ー ニ ン グ で き る パ リ レ ン の thick さ は hundreds of nm ま で で あ る. Fe イ オ ン を containing む イ オ ン liquid で の POLD で は, more than 1 microns thick い パ リ レ ン membrane を パ タ ー ニ ン グ で き る と points か っ た. そ し て, liquid に よ る パ リ レ ン surface パ タ ー ニ ン グ methods と film-forming と に パ リ レ ン membrane の パ タ ー ニ ン グ method に よ る POLD パ リ レ ン の マ イ ク ロ · ナ ノ デ バ イ ス の basic な formation method proposed を し た. The above <s:1> research results を were presented at the 24th International Conference on Micro Electrical Machinery システム MEMS2011で and submitted to the Academic 雑 Journal に た.

项目成果

Micro bead type temperature sensor with ratiometric fluorescence dyes encapsulated by Parylene

• DOI: 10.1109/memsys.2011.5734578
• 发表时间: 2011-03
• 期刊: 2011 IEEE 24th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems
• 作者: H. Aoki;T. Kan;N. Binh-Khiem;K. Matsumoto;I. Shimoyama

Tensile Film Stress of Parylene Deposited on Liquid

• DOI: 10.1021/la102790w
• 发表时间: 2010-12-21
• 期刊: LANGMUIR
• 影响因子: 3.9
• 作者: Binh-Khiem, Nguyen;Matsumoto, Kiyoshi;Shimoyama, Isao
• 通讯作者: Shimoyama, Isao

PoLD (Parylene-on-Liquid) process encapsulation

PoLD（液体聚对二甲苯）工艺封装

• 发表时间: 2010
• 作者: I.Shimoyama;N.Binh-Khiem
• 通讯作者: N.Binh-Khiem

液体への直接蒸着パリレン膜の応力計測

直接沉积在液体中的聚对二甲苯薄膜的应力测量

• 发表时间: 2010
• 作者: グェンビンキェム;松本潔;下山勲
• 通讯作者: 下山勲

Fabrication and demonstration of an electrochromic voxel array for a volume display prototype

用于体积显示原型的电致变色体素阵列的制造和演示

• 发表时间: 2010
• 期刊: IEICE Electronics Express
• 影响因子: 0.8
• 作者: S.Takamatsu;S.Murao;N.Binh-Khiem;E.Iwase;K.Matsumoto;I.Shimoyama
• 通讯作者: I.Shimoyama