Development of Nanoimprint Lithography for Applications in Electronics, Photonics and Life-sciences

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish I denna avhandling diskuteras olika aspekter av tillverkning av nanostrukturer med nanoimprint litografi (NIL). Detta är en relativt ny metod som möjliggör snabb tillverkning av högupplösta strukturer på stora ytor. För att skapa dessa strukturer med NIL använder man sig av mekanisk deformation av mönstringsmaterialet. Detta skiljer sig från de mer etablerade mönstringsmetoderna, ultravioletlitografi och elektronstrålelitografi (EBL), som utför en kemisk modifikation i de intressanta områdena. Avhandlingen består av två delar, varav den första behandlar rena tillverkningsaspekter och den andra, tillämpningar av nanoimprint. Vid tillverkning med nanoimprintlitografi är den (kanske) viktigaste komponenten en fungerande stamp. I avhandlingen diskuteras de material, de mönstringsmetoder samt den layout av mönster och anti-sticking som jag har använt, vid tillverkning av stampar, i mitt avhandlingsarbete. Vidare tas imprintrelaterade aspekter av substratmaterial, polymerer och imprint parametrar upp i efterföljande kapitel. Jag har i mitt avhandlingsarbete använt nanoimprint för sex olika tillämpningar som täcker biologiska applikationer, sensorer, elektroniska komponenter och materialvetenskap. Varje tillämpningar beskrivs kortfattat men tyngdpunkten ligger, även i denna del, på imprintrelaterade aspekter, eftersom det var detta som var min del i respektive projekt. De biologiska applikationerna inleds med en beskrivning av guidning av nervceller med ytstrukturer. Efter det diskuteras hur man med hjälp av nanoimprintade mönster kan få en riktad rörelse av motorproteinparet actin/myosin. Man kan konstatera att nanoimprintade ytor är biokompatibla. För tillverkning av sensorer har NIL och en lift-off process använts. Den första sensorn bygger på interdigitaliserade fingerelektroder och används i elektrokemiska mätningar. Den andra består av frihängande interdigitaliserade cantilevrar och skulle potentiellt kunna användas som en massensor. Den viktigaste imprintaspekten är lift-off resultatet med både stora och små strukturer. Elektroniska komponenter i III-V material har tillverkats med NIL mönstrade etsmasker. Mätresultaten visar att komponenter tillverkade med EBL och med NIL har samma elektriska egenskaper. Detta betyder att de höga tryck och temperaturer som substraten utsätts för, i nanoimprintprocessen, inte ändrar deras elektriska egenskaper. Avslutningsvis beskrivs användningen av NIL och en lift-off process för att positionera guldpartiklar på en yta som sedan kan användas som katalysatorer för att växa nanotrådar.