微納加工及在納米材料與器件研究中的應(yīng)用（第二版）

目錄
第二版前言
第一版前言
第1章光學(xué)曝光1
1.1光學(xué)曝光系統(tǒng)的基本組成1
1.2光學(xué)曝光的基本原理與特征3
1.2.1光學(xué)曝光的基本模式與原理3
1.2.2光學(xué)曝光的過程6
1.2.3分辨率增強(qiáng)技術(shù)19
1.3短波長(zhǎng)光學(xué)曝光技術(shù)22
1.3.1深紫外與真空紫外曝光技術(shù)22
1.3.2極紫外曝光技術(shù)23
1.3.3X射線曝光技術(shù)24
1.3.4LIGA加工技術(shù)25
1.4光學(xué)曝光加工納米結(jié)構(gòu)25
1.4.1泊松亮斑納米曝光技術(shù)26
1.4.2表面等離激元納米曝光技術(shù)29
1.4.3基于雙層圖形技術(shù)的納米加工31
1.4.4位移Talbot曝光技術(shù)32
1.5光學(xué)曝光加工三維微納結(jié)構(gòu)35
1.5.1灰度曝光技術(shù)36
1.5.2基于欠曝光的三維曝光技術(shù)38
1.5.3基于菲涅耳衍射與鄰近效應(yīng)的三維曝光技術(shù)40
參考文獻(xiàn)41
習(xí)題42
第2章電子束曝光技術(shù)43
2.1電子束曝光系統(tǒng)組成44
2.1.1電子槍45
2.1.2透鏡系統(tǒng)46
2.1.3電子束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)47
2.2電子束曝光系統(tǒng)的分類48
2.2.1掃描模式48
2.2.2束形成49
2.3電子束抗蝕劑51
2.3.1電子束抗蝕劑的性能指標(biāo)51
2.3.2電子束抗蝕劑制作圖形工藝53
2.3.3常用電子束抗蝕劑及其工藝過程55
2.3.4新型電子束抗蝕劑58
2.3.5特殊的顯影工藝59
2.3.6多層抗蝕劑工藝61
2.3.7理想抗蝕劑剖面的加工64
2.4電子束與固體的相互作用及鄰近效應(yīng)65
2.4.1電子束與固體的相互作用65
2.4.2鄰近效應(yīng)及校正67
2.5荷電效應(yīng)及解決方法70
2.5.1引入導(dǎo)電膜71
2.5.2變壓電子束曝光系統(tǒng)73
2.5.3臨界能量電子束曝光73
2.6三維結(jié)構(gòu)的制備74
2.6.1平整襯底上三維結(jié)構(gòu)的加工74
2.6.2三維襯底上圖形的制備78
2.7電子束曝光分辨率79
參考文獻(xiàn)80
習(xí)題83
第3章聚焦離子束加工技術(shù)84
3.1聚焦離子束系統(tǒng)的基本組成84
3.2聚焦離子束的基本功能與原理87
3.2.1離子束成像87
3.2.2離子束刻蝕88
3.2.3離子束輔助沉積92
3.2.4FIB的傳統(tǒng)應(yīng)用94
3.3聚焦離子束的三維納米加工96
3.3.1FIB刻蝕加工三維結(jié)構(gòu)96
3.3.2FIB沉積加工三維結(jié)構(gòu)98
3.3.3FIB輻照加工三維結(jié)構(gòu)99
3.4聚焦離子束技術(shù)的發(fā)展104
參考文獻(xiàn)108
習(xí)題109
第4章激光加工技術(shù)110
4.1飛秒激光三維加工的基本原理112
4.2飛秒激光三維加工系統(tǒng)的組成與工藝114
4.2.1系統(tǒng)的組成114
4.2.2工藝過程115
4.3三維微納米結(jié)構(gòu)的制備117
4.3.1鏤空襯底上三維微納米結(jié)構(gòu)的加工118
4.3.2光子晶體及納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的加工119
4.3.3新型光學(xué)微納結(jié)構(gòu)的加工121
4.3.4生物結(jié)構(gòu)的加工122
4.3.5集成光路中的應(yīng)用123
參考文獻(xiàn)125
習(xí)題126
第5章納米壓印技術(shù)127
5.1納米壓印的基本原理127
5.2納米壓印的基本工藝過程129
5.2.1模板的制備和表面處理129
5.2.2壓印膠的種類和涂膠方式131
5.2.3壓印及脫模132
5.2.4圖形轉(zhuǎn)移133
5.3納米壓印的分類133
5.3.1熱壓印133
5.3.2紫外固化壓印135
5.3.3步進(jìn)閃光壓印135
5.3.4基于模板保護(hù)的納米轉(zhuǎn)壓印136
5.3.5激光輔助直接壓印140
5.3.6紫外壓印和光刻聯(lián)合技術(shù)140
5.3.7其他壓印技術(shù)141
5.4金屬納米錐的壓印加工143
5.4.1模板制備144
5.4.2壓印144
5.4.3脫模145
5.4.4金屬蒸鍍145
5.4.5金屬納米錐的剝離翻轉(zhuǎn)145
參考文獻(xiàn)146
習(xí)題147
第6章刻蝕技術(shù)148
6.1刻蝕的基本概念149
6.2濕法腐蝕技術(shù)150
6.3干法刻蝕技術(shù)155
6.3.1離子束刻蝕158
6.3.2反應(yīng)離子刻蝕158
6.3.3電感耦合等離子體反應(yīng)離子刻蝕161
6.3.4其他干法刻蝕173
6.4無掩?？涛g技術(shù)177
6.4.1硅錐結(jié)構(gòu)的無掩模刻蝕178
6.4.2金剛石錐的無掩?？涛g179
參考文獻(xiàn)184
習(xí)題186
第7章薄膜技術(shù)187
7.1薄膜沉積方法188
7.1.1薄膜生長(zhǎng)的基本原理188
7.1.2影響薄膜生長(zhǎng)的主要因素193
7.1.3薄膜的表征方法195
7.1.4物理氣相沉積方法196
7.1.5化學(xué)氣相沉積方法206
7.1.6原子層沉積方法208
7.1.7電化學(xué)沉積212
7.2納米薄膜的表面剝離制備方法214
7.2.1化學(xué)或機(jī)械剝離方法215
7.2.2各向異性刻蝕剝離法216
7.2.3外延剝離法217
7.2.4SOI釋放法217
7.3超光滑金屬薄膜的制備219
7.3.1化學(xué)修飾法220
7.3.2過渡層誘導(dǎo)法221
7.3.3模板剝離翻轉(zhuǎn)法222
7.3.4模板壓致形變法223
7.4薄膜沉積技術(shù)制備微納結(jié)構(gòu)的方法225
7.4.1常規(guī)加工法225
7.4.2輔助加工法227
7.4.3特殊加工法235
參考文獻(xiàn)242
習(xí)題243
第8章自組裝加工244
8.1自組裝的分類與特點(diǎn)245
8.1.1自組裝的分類245
8.1.2自組裝的特點(diǎn)246
8.2自組裝的驅(qū)動(dòng)力247
8.2.1范德瓦耳斯力247
8.2.2靜電相互作用248
8.2.3疏水作用力248
8.2.4溶劑化作用力249
8.2.5氫鍵251
8.2.6ππ堆積作用251
8.3分子自組裝單層膜253
8.3.1硫醇自組裝單層膜254
8.3.2有機(jī)硅烷自組裝單層膜256
8.3.3自組裝單層膜的圖案化258
8.3.4自組裝單層膜在微納加工中的應(yīng)用260
8.4嵌段共聚物自組裝261
8.4.1嵌段共聚物262
8.4.2基于嵌段共聚物的納米結(jié)構(gòu)加工264
8.5有機(jī)半導(dǎo)體納米材料的自組裝272
8.5.1導(dǎo)電聚合物自組裝273
8.5.2小分子有機(jī)半導(dǎo)體自組裝275
8.6納米顆粒自組裝278
參考文獻(xiàn)282
習(xí)題283
第9章微納加工在電學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用284
9.1測(cè)量電極285
9.1.1電極的設(shè)計(jì)286
9.1.2電極材料的選取286
9.1.3電極的加工288
9.2量子特性與器件293
9.3電導(dǎo)特性與器件296
9.3.1碳基納米材料與器件296
9.3.2無機(jī)半導(dǎo)體納米材料與器件297
9.3.3有機(jī)納米材料與器件298
9.3.4三維垂直環(huán)柵晶體管299
9.4場(chǎng)發(fā)射特性與器件300
9.4.1場(chǎng)致電子發(fā)射基礎(chǔ)300
9.4.2寬帶隙納米材料的場(chǎng)發(fā)射303
9.5超導(dǎo)電性與器件305
9.5.1約瑟夫森結(jié)305
9.5.2一維超導(dǎo)結(jié)構(gòu)306
9.6傳感器與能源器件307
9.7納米電路310
參考文獻(xiàn)313
習(xí)題315
第10章微納加工在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用316
10.1表面等離激元316
10.1.1表面等離激元的激發(fā)與傳播318
10.1.2表面增強(qiáng)拉曼散射318
10.1.3表面等離激元波導(dǎo)321
10.1.4表面等離激元光路元件323
10.1.5表面等離激元增透325
10.1.6表面等離激元的調(diào)控326
10.2超材料328
10.2.1超材料及其原理328
10.2.2微波波段超材料330
10.2.3太拉赫茲與紅外波段超材料331
10.2.4近紅外與可見光波段超材料334
10.2.5組合結(jié)構(gòu)及三維立體超材料337
10.2.6主動(dòng)、手性等特殊超材料343
10.3光子晶體351
10.4發(fā)光器件及其他351
10.4.1熒光特性351
10.4.2激光器及微納諧振腔351
10.4.3其他光學(xué)應(yīng)用354
參考文獻(xiàn)357
習(xí)題360
第11章微納加工在磁學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用361
11.1磁疇與疇壁361
11.1.1單疇特性361
11.1.2疇壁動(dòng)力學(xué)365
11.2磁存儲(chǔ)與磁邏輯電路372
11.3其他磁性納米結(jié)構(gòu)和器件377
參考文獻(xiàn)380
習(xí)題381
第12章微納加工在其他領(lǐng)域的應(yīng)用382
12.1納機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用382
12.1.1碳基納機(jī)電系統(tǒng)382
12.1.2半導(dǎo)體基納機(jī)電系統(tǒng)384
12.2納米生物中的應(yīng)用386
12.3熱學(xué)中的應(yīng)用390
12.4納米仿生中的應(yīng)用392
12.5掃描探針技術(shù)中的應(yīng)用395
參考文獻(xiàn)397
習(xí)題398
索引399