電射流打印脈沖控制及功能微結(jié)構(gòu)制備.pdf

1、電射流打印以其制造精度高、對(duì)打印材料適應(yīng)性好和適用于復(fù)雜微結(jié)構(gòu)成型等優(yōu)勢(shì)，在微納電子器件和傳感器等方面具有很大的應(yīng)用潛力。本文選用石墨烯墨水作為打印液體，研究了電射流打印的脈沖控制，探討了打印參數(shù)對(duì)成型尺寸和打印穩(wěn)定性的影響，進(jìn)行了石墨烯的納米層打印，實(shí)現(xiàn)了石墨烯微結(jié)構(gòu)的按需打印制造，制備了用于微流控芯片檢測(cè)的Pt/石墨烯復(fù)合微電極和石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管傳感器，分別測(cè)試了其性質(zhì)。
　　首先，完成了脈沖電射流打印平臺(tái)的構(gòu)建，研究了脈沖參量

2、對(duì)成型結(jié)構(gòu)線寬和穩(wěn)定性的影響。影響打印的參數(shù)主要是脈沖電壓幅值、占空比、流量、平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度、脈沖頻率和打印高度等。其中，脈沖電壓幅值升高時(shí)，打印穩(wěn)定性變差。占空比和流量減小時(shí)，成型結(jié)構(gòu)線寬減小。根據(jù)不同的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度，可以打印出點(diǎn)結(jié)構(gòu)或線結(jié)構(gòu)，線結(jié)構(gòu)的線寬隨平臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度的升高而減小。優(yōu)化打印參數(shù)后，使用內(nèi)徑50μm的噴針打印出了線寬約20μm的石墨烯線結(jié)構(gòu)陣列。實(shí)現(xiàn)了電噴印的按需式打印技術(shù)，獲得了微納尺度圖形打印的控制方法。分析了不同的

3、按需打印方式對(duì)按需打印的影響，結(jié)果表明，通過改變脈沖電壓波形的方式，由標(biāo)準(zhǔn)脈沖波，改變?yōu)殡A梯形脈沖波，逐漸增大電壓，可以有效避免打印時(shí)出現(xiàn)的大液滴，實(shí)現(xiàn)按需打印。在硅襯底上，打印成型了各種微圖形。
　　然后，對(duì)石墨烯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，研究了石墨烯打印層數(shù)與成型結(jié)構(gòu)電阻率、厚度和表面形貌的關(guān)系。當(dāng)打印層數(shù)增多時(shí)，成型結(jié)構(gòu)厚度隨之變大，兩者基本呈線性比例關(guān)系，打印層數(shù)為1層和50層時(shí)，厚度分別為5 nm和730 nm；電阻率隨之減小，