掃描法制備聚合物表面LIPSS及單分散納米顆粒在LIPSS微結(jié)構(gòu)中自組裝行為的研究.pdf

1、激光誘導(dǎo)周期性表面微結(jié)構(gòu)（LIPSS）在納米微結(jié)構(gòu)的制備及液晶取向技術(shù)中有著重要應(yīng)用，通過激光輻照可以在不同的本體材料上直接制備納米結(jié)構(gòu)，避免了一般光刻工藝的復(fù)雜的掩模板制作步驟，工藝簡(jiǎn)單，無污染，并且有較強(qiáng)的可控性、定位性及選擇性。本文采用Nd:YAG激光器的三倍頻輸出，波長(zhǎng)為355nm的偏振紫外脈沖激光，通過二維步進(jìn)掃描法在聚酰亞胺薄膜表面制備了大面積的激光誘導(dǎo)周期性表面微結(jié)構(gòu)（LIPSS）。采用原子力顯微鏡獲得樣品表面形貌信息，測(cè)

2、量并統(tǒng)計(jì)表面微結(jié)構(gòu)的周期與條紋深度，詳細(xì)考察了入射激光通量、入射角、掃描速度及步長(zhǎng)等因素的改變對(duì)LIPSS圖形質(zhì)量及幾何尺寸的影響，初步建立了入射激光及掃描參數(shù)與微結(jié)構(gòu)尺寸之間的定量關(guān)系，并結(jié)合LIPSS的形成機(jī)理進(jìn)行了理論分析，總結(jié)了實(shí)現(xiàn)聚合物薄膜LIPSS快速制備的較優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件。在本文實(shí)驗(yàn)條件下，偏振激光入射角是決定LIPSS條紋周期值的主要因素，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到擬合關(guān)系式。入射激光通量，X方向掃描速度以及Y方向掃描步長(zhǎng)對(duì)于LIPS

3、S條紋的深度有著深刻影響，其本質(zhì)在于導(dǎo)致薄膜表面單位面積接受到的激光輻射能量發(fā)生變化，進(jìn)而影響LIPSS條紋的形成。采用355nm激光掃描輻照在聚酰亞胺薄膜表面制備出規(guī)整均勻的大面積LIPSS條紋的較優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為：入射角θ在0o～15o，入射通量E為13～15 mJ/cm2，X軸掃描步長(zhǎng)LX≥8mm，X軸掃描速度Vx為5～8mm/s，Y軸掃描步長(zhǎng)LY為0.010～0.015mm，Y軸掃描速度VY為0.01～0.10mm/s。以此種LIP