Micro- and nanofluidics: 5. Weiche Lithographie Photolithographie So? Lithography Das Elastomer PDMS AlternaEve Methoden 3D- Strukturen Verdampfen, öffnen, schliessen, pumpen Microcontact- PrinEng 1
Micro- and nanofluidics: 5.1. Photolithographie Planare FabrikaEonsprozesse Lithographie Transfer der Struktur T. W. Odom 2
ProzessschriRe in der Photolithographie Micro- and nanofluidics: T. W. Odom 3
PosiEve und negaeve Photolacke Micro- and nanofluidics: Typische posi%ve Lacke: - Diazid- Photolacke - PMMA Vorteile: - Hohe Auflösung (300nm) - Wasserlösliche LösungsmiRel - Einfache Prozessführung - Kein Schwellen des Lacks während des Entwickelns Nachteile: - Geringe SensiEvität Typische nega%ve Lacke: - Polychloromethylstyrol - AZ 5206 (Clariant) - SU- 8 (Microchem) Vorteile: - Höhere SensiEvität - Bessere chemische Widerstandsfähigkeit - KostengünsEger Nachteile: - Schlechtere Auflösung ( 1µm) - Organische LösungsmiRel
Aufdampfen und Lack abheben Micro- and nanofluidics: 5
Elektronenstrahl- Lithographie Micro- and nanofluidics: T. W. Odom 6
Nano- Imprint - Lithographie Micro- and nanofluidics: T. W. Odom 7
Kolloidale - Lithographie Micro- and nanofluidics: T. W. Odom 8
Micro- and nanofluidics: 5.2. So? Lithography Silizium- Wafer Photolack PDMS (Elastomer) Photomaske d = 0.5-1000 µm Entwickler h = 0.5 250 µm Abguss REPLICA MASTER 9
Micro- and nanofluidics: So? Lithography herstellen von Mikrostrukturen ausserhalb eines Reinraums youtube 10
So? Lithography WichEge Eigenscha?en für Master und Replica Micro- and nanofluidics: Master sollte mehrmals verwendbar sein (selbstreinigend) Herstellen von feinen Strukturen Fexibel Stabil OpEsch transparent Thermisch stabil Inert Schwache adhäsive Krä?e 11
Micro- and nanofluidics: So? Lithography Techniken T. W. Odom, G. M. Whitesides 12
Material der Wahl das Silikon- Elastomer Polydimethylsiloxane PDMS Micro- and nanofluidics: Siloxan- Oligomer Siloxan- Vernetzer OpEsch Transparent Thermisch stabil Flexibel Kein Verdampfen von LösungsmiRel Aushärten bei niedrigen Temperaturen 13
VariaEon der ElasEzität von PDMS Aushärten bei verschiedenen Temperaturen Micro- and nanofluidics: Änderung des Verhältnisses Oligomer zu Quervernetzer M. R. Dusseiller 14
5.3. Mikrofluidik- Messzellen Micro- and nanofluidics: Kovalente Bindungen von PDMS mit oxidierter Oberfläche mit PDMS, Silizium und Glas... 15
3D Mikrofluidik Micro- and nanofluidics: Membranen von Kontrollkanälen werden durch Lu?druck deformiert und können damit Flusskanäle öffnen und schliessen. S. Quake 16
Micro- and nanofluidics: Kontrolle durch 3D- Mikrofluidik youtube youtube S. Quake PeristalEsche Pumpe 17
Micro- and nanofluidics: Mikrofluidisches VenEl S. Quake 18
Micro- and nanofluidics: Starke Gasdurchlässigkeit und Wasserdiffusivität von PDMS ein Nachteil? KulEvierung von Zellen in PDMS- mikrokanälen Konzentrieren und soreeren P. Tabeling 19
Micro- and nanofluidics: 5.4. Microcontact- PrinEng Übertragung von Tinte vom Master zum Replica Tinte ist ein self- assembled monolayer (SAM) Strukturen bis runter zu 50nm Goldstein 20
Micro- and nanofluidics: Microcontact- PrinEng Auf planaren und gekrümmten Oberflächen Viele unterschiedliche Arten von Tinten (SAMs) Minimale Auflösung wird durch die Diffusion der Moleküle besemmt MulEschichtenaunau möglich Goldstein 21
Micro- and nanofluidics: Dip- Pen - Nanolithographie PosiEonierung von Molekülen durch AFM Aunringen der Moleküle durch Kapillarkrä?e Wird unter normaler Atmosphäre betrieben Auflösung ist von der Rasterrate, FeuchEgkeit und Korngrösse abhängig C. A. Mirkin 22
Micro- and nanofluidics: From parasites to lab on chip Dip- Pen - Nanolithographie Dip- Pen Strukturen Weiterentwicklung 23