Тезисы стендового доклада.
IV Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», г. Кисловодск, Россия, 19-24 сентября 2004 г.применение пленок Ленгмюра-Блоджетт жесткоцепного полиимида для создания наноразмерных мембран микромеханических виброакустических преобразователей
С.И.Голоудина*, В.М.Пасюта*,В.В.Лучинин, В.П.Склизкова**, В.В.Кудрявцев**
* Санкт-Петербургский Государственный электротехнический университет, С.-Петербург, Россия
** Институт высокомолекулярных соединений РАН, С.-Петербург, Россия
Перспективы применения пленок Ленгмюра-Блоджетт (ПЛБ) полиимидов (ПИ) в первую очередь связаны с возможностью получать ультратонкие слои (толщиной от 0.5 нм до сотен нанометров), обладающие высокой термостабильностью (до 560°С) и низким коэффициентом термического расширения (до 0.5×10-5 К-1).
В настоящей работе предложены два новых направления использования ПЛБ ПИ: в виде ультратонких мембран для приборов микросистемной техники (мембранные клапаны, микронасосы и виброакустические преобразователи) и при формировании бислойных мембран в микромеханических виброакустических преобразователях с целью снижения их внутреннего напряжения.
При получении ПЛБ ПИ сначала методом Ленгмюра-Блоджетт на твердую подложку наносят пленку амфифильного преполимера, которая затем подвергается термической имидизации, что приводит к образованию ПИ. В качестве преполимера использована алкиламмонийная соль полиамидокислоты ДФ-оТД с двумя мультицепями третичного амина (соль ПАК).
В результате работы впервые с помощью метода Ленгмюра-Блоджетт получены ПИ пленки на металлической сетке с размером ячеек 40х40 мкм2. Толщина пленок составила 70-130 нм. Для контроля за толщиной образующейся пленки, монослои соли ПАК наносились также на Si-подложки. Методом эллипсометрии измеряли толщину пленок на кремнии до и после нагревания. Наблюдения в оптическом микроскопе образцов ПЛБ, нанесенных на сеточки показало, что пленка соли ПАК закрывает 95% ячеек сетки. После нагревания до температуры 300ºС закрытыми остаются 90% ячеек, а в результате нагревания до температур 350 и 400ºС пленка разрушается. С целью снижения внутреннего напряжения неорганической мембраны, были сформированы бислойные мембраны, состоящие из слоя нитрида кремния толщиной 0.13 мкм и ПЛБ ПИ разной толщины. По величине статического прогиба мембраны рассчитаны значения ее внутреннего напряжения. Внутреннее напряжение мембраны из нитрида кремния составило 0.9 ГПа, а при нанесении ПЛБ ПИ толщиной 50 и 100 нм уменьшалось до 0.7 и 0.5 ГПа соответственно. Предел прочности бислойной мембраны составлял 1.1-1.3 ГПа.
Работа выполнена при частичной поддержке РФФИ (код проекта №02-03-32683).
Голоудина С.И., Пасюта В.М., Лучинин В.В., Склизкова В.П., Кудрявцев В.В. Применение пленок Ленгмюра-Блоджетт жесткоцепного полиимида для создания наноразмерных мембран микромеханических виброакустических преобразователей // IV Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», 19-24 сентября 2004 г., г. Кисловодск. Материалы конференции. С.169-170.