垂直阵列CNTs纳米吸气剂制备工艺研究

作     者：何杰 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙道恒;王凌云

授予年度：2014年

学科分类：07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

主      题：纳米吸气剂 VA-CNTs 转移 

摘      要：在MEMS技术中,真空封装是一项关键技术问题,其中吸气剂工艺是高真空度获得和维持的必要条件。本实验室以CNTs作为骨架,利用CNTs具有高比表面积和自身储气等特性制备了一种吸气效率高、工艺简单、成本低的纳米吸气剂,但受限于CNTs生长条件苛刻,与基底粘附力差,易污染等缺点。本论文提出基于VA-CNTs转移技术的纳米吸气剂,为更进一步利用CNTs高比表面积和自身储气的优点,克服集成于MEMS器件的相关缺点提供一类新的解决方案。 本文主要针对增大吸气剂单位面积的吸气速率和吸气量两方面,开展了在制备与激活吸气剂薄膜工艺的研究、优化,如溅射功率、压强、时间以及温度等参数。具体研究工作包括以下几个部分： (1)在吸气剂经典模型的基础上,提出了适用于CNTs纳米吸气剂的吸气模型,并进行详细的理论分析,得到VA-CNTs/Ti纳米吸气剂的吸气动力学图。与Ti膜吸气剂相比,VA-CNTs/Ti纳米吸气剂的物理吸附速度是其n倍(n=S2/S1,S为比表面积),扩散速度是其m倍(m=n(?)d2V(t)dt/(?)nd2V(t)dt,V(t)为Ti膜扩散速度,d2为Ti膜厚度)。 (2)分析、归纳垂直阵列CNTs生长机制,优化CVD工艺参数,制备VA-CNTs.提出并成功实现了基于玻璃浆料粘结剂的纳米吸气剂转移技术。对VA-CNTs纳米吸气剂的制备和激活工艺进行了相关方面研究。在VA-CNTs上溅射Ti的最佳工艺参数为8Pa,350W,10min。纳米吸气剂的最佳激活工艺条件为600℃,30min。 (3)采用BET法对纳米吸气剂进行比表面积测试,结果表明VA-CNTs/Ti的BET比表面积为275.0071m2/g,证明了纳米吸气剂具有高比表面积。 (4)针对VA-CNTs纳米吸气剂,采用TGA对其吸气性能测试,结果证明VA-CNTs/Ti纳米吸气剂具有吸气性。