Elektro-eğirme Yöntemi ile Nano Ölçekli Direkt Yazma ve Sensör Uygulaması

Abstract

Mikro elektro-mekanik sistemlerde, mikro akıskan aygıtlarda, mikro lens dizilerinde yani mikro ve nano yapı gerektiren uygulamaların üretiminde litografi teknigi kullanılmaktadır. Fotolitografi, elektron demeti litografisi, odaklanmıs iyon demeti gibi yöntemler litografi tekniklerin basında gelmektedir. Ancak fotolitografi tekniginde foto maske kullanıldıgı için maskenin yapısına baglı olan üretim esneklik göstermez. Süreç çok adımlı olup temiz oda gerekliligi bulunmaktadır. Bunun dısında UV ısık kullanımı neticesinde nano ölçekli üretim ısıgın dalga boyuyla sınırlı oldugu için mümkün degildir. Elektron demeti litografisi ile nano boyutta hassas sekilde üretim yapılır ancak cihaz ve maliyeti oldukça yüksektir. Bu projede gelistirilen sistem ile yakın mesafeli elektro-egirme ile üretilen nano fiberler nano imalatta kullanılarak yukarıda bahsedilen yöntemlere alternatif bir yöntem gelistirilmistir. Nano fiberler yüksek seviyedeki esneklikleri, bir boyutlu yapıları ile fiziksel ve kimyasal özellikleri sayesinde, teknolojik aygıtların performansını arttırmak için yapı tası olarak kullanılmaktadır. Nano fiberlerin imalatı için çok sayıda yöntem olmasına ragmen elektroegirme yöntemi, çok çesitli polimerlerden kesintisiz, kontrol edilebilir çapta, kompozisyonda, yüksek verimde ve hızda nano fiber üretimi sayesinde diger arastırmacılar tarafından sıklıkla tercih edilmektedir. Yakın mesafeli elektro-egirme yöntemi ile ise fiberlerin yapısı kontrol altında tutulurken toplayıcı üzerinde nano fiberlerin pozisyonları da hassas bir sekilde ayarlanabilmektedir. Proje kapsamında, tarafımızdan tasarlanmıs ve imalatı gerçeklestirilmis, bir platform ve platforma kılavuzluk eden bir yazılım ve elektro-egirme sistemi ile birlestirilerek desenleme yapan bir sistem ortaya konulmustur. Alttas olarak ilk etapta, silikon dioksit üzerine 100 nm gümüs buharlastırılmıstır. Bu alttas üzerinde sistem parametre degerleri optimize edilmistir. Daha sonra ise cam alttas üzerine mıknatıssal saçtırma yöntemi ile sırasıyla 10 nm krom ve 100 nm altın kaplanmıstır. Sistemin optimum kosulları bulunarak bu alttaslar üzerinde nano fiberlerden hem kafes yapıda dizilimler hem de interdigitated düzende elektrotlar üretilmistir. Son olarak desenler argon iyon asındırma ile asındırılarak metal elektrotlar elde edilmistir. Gerçeklestirilen bu proje ile mevcut yöntemlere alternatif daha düsük maliyetli bir nano litografi yöntemi gelistirilmistir.