나노기술의 발전으로 장치들은 마이크로 및 나노 사이즈로 소형화되어 가면서 그에 따른 전자 기기들도 소형화가 되고 있는 추세이다. 마이크로 장치들의 제조는 여러 가지의 패터닝 기법이 제시되고 있으며, 최근에는 소프트 리소그래피(Soft lithography) 기법이 대두되고 있다. PDMS [Poly(dimethylsiloxane)]를 이용하여 ...
나노기술의 발전으로 장치들은 마이크로 및 나노 사이즈로 소형화되어 가면서 그에 따른 전자 기기들도 소형화가 되고 있는 추세이다. 마이크로 장치들의 제조는 여러 가지의 패터닝 기법이 제시되고 있으며, 최근에는 소프트 리소그래피(Soft lithography) 기법이 대두되고 있다. PDMS [Poly(dimethylsiloxane)]를 이용하여 마스터 패턴을 복제 한 후, 도장처럼 유기물이나 무기물 표면에 역상 패턴을 제작 할 수 있다. 본 연구에서는 PDMS 패터닝 기법을 활용하여 다음과 같은 연구를 진행하였다. 첫 번째로 일반적인 전극의 재료로 귀금속류인 Au, Ag, Pt 등이 사용되고 있지만, 귀금속류의 단가가 비싸기 때문에 생산품을 만들었을 때 경제성이 떨어지는 단점이 있다. 이를 대체하기 위해 상대적으로 저렴한 금속류인 Cu, Ni, Fe 등으로 전극을 제조하는 연구가 진행 중에 있다. 서로 다른 종류의 금속 전구체를 혼합하여 가열 후 냉각하면 재결정화가 일어나는데 이를 전극 제조에 응용하여 패턴을 제작하였다. 이를 통하여 금속 선 패턴을 얻을 수 있었다. 두 번째로 SPR(Surface Plasmon Resonance) 분석기기는 바이오/나노-물질 사이의 실시간 상호작용을 알 수 있다. 그러나 이 SPR 분석에는 골드 칩이 필요하며, 골드 칩에는 기능기인 싸이올(-SH)기가 고정화되어야 센싱이 가능하다. 싸이올기는 독성물질이기 때문에 본 연구에서는 골드 칩 표면을 PDMS 패터닝을 통해 OH 친화성 SPR 칩을 만들고자 하였다. 또한, SPR 칩을 에칭 하는 과정에서 기존의 패터닝과 다른 특이한 모양의 패턴을 확인할 수가 있었으며, 이를 snowman 패턴으로 명명하였다. 이는 Ludox의 일부가 뭉쳐 패턴위로 떨어지면서 생성되며, PDMS 패턴에 인가하는 압력을 변화시키면서 snowman 패턴의 생성조건을 확인하였다. 본 연구를 통해 PDMS 마이크로 패턴을 이용해 전극 제조와 응용 분야에 활용될 수 있을 것이다.
나노기술의 발전으로 장치들은 마이크로 및 나노 사이즈로 소형화되어 가면서 그에 따른 전자 기기들도 소형화가 되고 있는 추세이다. 마이크로 장치들의 제조는 여러 가지의 패터닝 기법이 제시되고 있으며, 최근에는 소프트 리소그래피(Soft lithography) 기법이 대두되고 있다. PDMS [Poly(dimethylsiloxane)]를 이용하여 마스터 패턴을 복제 한 후, 도장처럼 유기물이나 무기물 표면에 역상 패턴을 제작 할 수 있다. 본 연구에서는 PDMS 패터닝 기법을 활용하여 다음과 같은 연구를 진행하였다. 첫 번째로 일반적인 전극의 재료로 귀금속류인 Au, Ag, Pt 등이 사용되고 있지만, 귀금속류의 단가가 비싸기 때문에 생산품을 만들었을 때 경제성이 떨어지는 단점이 있다. 이를 대체하기 위해 상대적으로 저렴한 금속류인 Cu, Ni, Fe 등으로 전극을 제조하는 연구가 진행 중에 있다. 서로 다른 종류의 금속 전구체를 혼합하여 가열 후 냉각하면 재결정화가 일어나는데 이를 전극 제조에 응용하여 패턴을 제작하였다. 이를 통하여 금속 선 패턴을 얻을 수 있었다. 두 번째로 SPR(Surface Plasmon Resonance) 분석기기는 바이오/나노-물질 사이의 실시간 상호작용을 알 수 있다. 그러나 이 SPR 분석에는 골드 칩이 필요하며, 골드 칩에는 기능기인 싸이올(-SH)기가 고정화되어야 센싱이 가능하다. 싸이올기는 독성물질이기 때문에 본 연구에서는 골드 칩 표면을 PDMS 패터닝을 통해 OH 친화성 SPR 칩을 만들고자 하였다. 또한, SPR 칩을 에칭 하는 과정에서 기존의 패터닝과 다른 특이한 모양의 패턴을 확인할 수가 있었으며, 이를 snowman 패턴으로 명명하였다. 이는 Ludox의 일부가 뭉쳐 패턴위로 떨어지면서 생성되며, PDMS 패턴에 인가하는 압력을 변화시키면서 snowman 패턴의 생성조건을 확인하였다. 본 연구를 통해 PDMS 마이크로 패턴을 이용해 전극 제조와 응용 분야에 활용될 수 있을 것이다.
As development of electrochemical (sensing) technologies, E-products are becoming miniaturization, which required micro- and/or nano-devices. To fabricate micro-devices, several patterning methodologies are proposed as soft lithographic technique. Microcontact printing (μCP) is a form of soft lithog...
As development of electrochemical (sensing) technologies, E-products are becoming miniaturization, which required micro- and/or nano-devices. To fabricate micro-devices, several patterning methodologies are proposed as soft lithographic technique. Microcontact printing (μCP) is a form of soft lithography that uses the relief patterns on a master PDMS(polydimethylsiloxane) stamp to form patterns of other organic or inorganic on the surface of a substrate through conformal contact. For this reason, 2D and 3D structure with metal and polymer are easily and repeatedly fabricated by this method. In this work, we fabricated functional nano-electrode using master PDMS micro-pattern and used to prepare gold chip with OH-affinity for SPR (surface plasmon resonance) application. Precious metal (Au, Ag, Pt etc) was usually used as common electrode but it has some drawback such as low cost-effective. Therefore, in the first study, transition metal such as copper was proposed as sensing electrode to fabricate nano-electrode. Re-crystallization method using several metal precursors (Co, Ni, and Cu) was used and resulting materials showed nano-crystalline structure with microsize. This re-crystallized copper wire was applied to fabricate line-pattern for electrode. In the second study, we prepared gold chip with OH-affinity for SPR analysis. SPR analyzer can detect the interaction between bio/nano-materials in real-time, and then used as powerful sensing system with molecular level, which can be used in research on detection of binding and dissociation events of bio-molecules with label-free. However SPR analysis experiment is performed with gold chip that there are some drawbacks; surface of gold film should be immobilized to functional group such as thiol group with toxic. Therefore, in this study, we used replica molding technology to fabricate square patterns as a parent mold. After patterning of metal precursor onto gold chip, marked gold and metal precursor was selectively etched. Finally, we obtained OH-revealed gold film with chessboard-type. At the etching step in the second study, we found the unusual appearance; namely, snowman-type pattern was obtained on the chessboard-type pattern. This snowman pattern was induced by some aggregation of Ludox (nanosized silica) during lift-off process of PDMS pattern. This phenomenon could be adjusted by asymmetric pressure gradient on the PDMS pattern.
As development of electrochemical (sensing) technologies, E-products are becoming miniaturization, which required micro- and/or nano-devices. To fabricate micro-devices, several patterning methodologies are proposed as soft lithographic technique. Microcontact printing (μCP) is a form of soft lithography that uses the relief patterns on a master PDMS(polydimethylsiloxane) stamp to form patterns of other organic or inorganic on the surface of a substrate through conformal contact. For this reason, 2D and 3D structure with metal and polymer are easily and repeatedly fabricated by this method. In this work, we fabricated functional nano-electrode using master PDMS micro-pattern and used to prepare gold chip with OH-affinity for SPR (surface plasmon resonance) application. Precious metal (Au, Ag, Pt etc) was usually used as common electrode but it has some drawback such as low cost-effective. Therefore, in the first study, transition metal such as copper was proposed as sensing electrode to fabricate nano-electrode. Re-crystallization method using several metal precursors (Co, Ni, and Cu) was used and resulting materials showed nano-crystalline structure with microsize. This re-crystallized copper wire was applied to fabricate line-pattern for electrode. In the second study, we prepared gold chip with OH-affinity for SPR analysis. SPR analyzer can detect the interaction between bio/nano-materials in real-time, and then used as powerful sensing system with molecular level, which can be used in research on detection of binding and dissociation events of bio-molecules with label-free. However SPR analysis experiment is performed with gold chip that there are some drawbacks; surface of gold film should be immobilized to functional group such as thiol group with toxic. Therefore, in this study, we used replica molding technology to fabricate square patterns as a parent mold. After patterning of metal precursor onto gold chip, marked gold and metal precursor was selectively etched. Finally, we obtained OH-revealed gold film with chessboard-type. At the etching step in the second study, we found the unusual appearance; namely, snowman-type pattern was obtained on the chessboard-type pattern. This snowman pattern was induced by some aggregation of Ludox (nanosized silica) during lift-off process of PDMS pattern. This phenomenon could be adjusted by asymmetric pressure gradient on the PDMS pattern.
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