Entwicklung eines Nanoimprint-Prozesses zur Herstellung von dreidimensional strukturierten Nanopartikeln mit erhöhter mechanischer Stabilität
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik / Informatik | ger |
| dc.contributor.referee | Hillmer, Hartmut (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Ehresmann, Arno ( (Prof. Dr.) | |
| dc.date.accessioned | 2019-12-12T09:44:17Z | |
| dc.date.available | 2019-12-12T09:44:17Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.sponsorship | Zentrale Forschungsförderung (ZFF) Universität Kassel | ger |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-20191203823 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/11392 | |
| dc.language.iso | ger | ger |
| dc.rights | Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland | * |
| dc.rights | Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland | * |
| dc.rights | Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland | * |
| dc.rights | Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Deutschland | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/ | * |
| dc.subject | nanoimprint | eng |
| dc.subject | nanoparticles | eng |
| dc.subject | 3D structuring | eng |
| dc.subject | dry-etching | eng |
| dc.subject | molding | eng |
| dc.subject | mechanics | eng |
| dc.subject | nanotechnology | eng |
| dc.subject | lithography | eng |
| dc.subject | Nanopartikel | ger |
| dc.subject | 3D Strukturen | ger |
| dc.subject | Nanostrukturierung | ger |
| dc.subject | Nanotechnologie | ger |
| dc.subject | Abformung | ger |
| dc.subject | Trockenätzen | ger |
| dc.subject.ddc | 620 | |
| dc.subject.swd | Nanopartikel | ger |
| dc.subject.swd | Nanotechnologie | ger |
| dc.subject.swd | Trockenätzen | ger |
| dc.title | Entwicklung eines Nanoimprint-Prozesses zur Herstellung von dreidimensional strukturierten Nanopartikeln mit erhöhter mechanischer Stabilität | ger |
| dc.type | Dissertation | |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| dcterms.abstract | The nanoimprint technology realizes already the production of two-dimensional (2D) shaped nanoparticles of different shapes and materials. These nanoparticles can be applied in advanced applications in material engineering, as well as in biology and particularly in drug-delivery systems. This work presents three-dimensional (3D) shaped nanoparticles with T-, L- and step-like cross-sections, implemented by substrate conformal imprint lithography (SCIL) and a manual soft-imprint technique. Further, 2D shaped nanoparticles of different lengths were imprinted for direct comparison. It was shown that particles of same cross-section size, but different shape, exhibit different properties in mechanical stiffness. 3D shaped particles present a higher stiffness than 2D shaped particles with the same absolute height. Additionally, particles of very low heights build curls in water solution. These nanoparticles were successfully imprinted and harvested using fluorescent AMONIL, which was mixed with fluorophor. Throughout the whole process (UV-SCIL, residual layer etching and harvesting) the functionality of the particles was maintained. The entire process leads to a decrease of the particle geometries defined initially in the master template. Thereby, the nanoimprint process leads to a polymer shrinkage of 12%. The resulting residual layers of 100-150 nm in combination with a not fully anisotropic etching process lead to additional reduction of particle widths and heights. The polymer etching rate depend strongly on the coating process and was not ideally controllable. Finally, the geometry of the resulting nanoparticles is approx. 50% smaller than the master template structures. Final widths and heights are in the range of 50-200 nm. The particle lengths equal 2 μm or 20 μm. The master template, with structured areas up to 3 cm^2, was implemented by standard electron-beam lithography in high quality. Further, grey-scale electron-beam lithography was applied for 3D structuring. Additionally, a process for increasing the structured stamp area via step-and-flash SCIL was presented complementary. With this process the structured stamp area was increased by the factor of 4 to 6. | eng |
| dcterms.abstract | Die Nanoimprint-Technik ermöglicht bereits heute die Herstellung von zweidimensional (2D) strukturierten Nanopartikeln unterschiedlicher Formen unter Verwendung variabler Materialien. Sie finden fortgeschrittene Anwendungen in der Entwicklung neuartiger Nanomaterialien sowie in der Biologie und vor allem Pharmakologie. Diese Arbeit zeigt dreidimensional (3D) strukturierte Nanopartikel mit T-, L- und Stufenquerschnitt, die per substrat-konformer Imprint-Technik (SCIL) wie auch einer manuellen Soft-Imprint-Methode erzeugt wurden. Ebenso werden auch 2D strukturierte Nanopartikel unterschiedlicher Länge im direkten Vergleich umgesetzt. Die Untersuchungen zeigten, dass Partikel bei gleicher Querschnittsfläche und unterschiedlicher Form verschiedene mechanische Stabilitäten aufweisen. 3D Partikel zeigen dabei eine höhere Steifigkeit als entsprechende 2D Partikel mit gleicher Gesamthöhe. Partikel mit besonders geringen Höhen zeigen in Lösung durch Ringbildung eine weitere Formvariation. Die Nanopartikel wurden erfolgreich mit fluoreszierenden AMONIL geprägt und abgelöst, welches über den gesamten Prozess (UV-SCIL, Restschichtätzen, Ablösen) stabil blieb. Insgesamt ist die initial über die Master-Vorlage definierte Geometrie der Partikel geschrumpft. Der Nanoimprint-Prozess führte dabei zu einer Schrumpfung um 12%. Die beim Imprint entstandenen Restschichten von 100-150 nm in Kombination mit einem nicht völlig anisotropem Ätzprozess führten zu einer weiteren Reduzierung der Partikelbreiten und -hohen. Die Ätzrate hängt dabei stark von dem Lackschleuderprozess ab und ist daher nicht ideal kontrollierbar. Es resultierten daher Nanopartikelgeometrien, die im Mittel ca. 50% kleiner als die Dimensionen der Master-Vorlage sind. Finale Partikelbreiten und -höhen liegen im Bereich von 50-200 nm. Die Partikellängen betragen ca. 2 μm bzw. 20 μm. Die Master-Vorlagen mit strukturierten Flächen bis zu 3 cm2 wurden per klassischer Elektronenstrahllithografie sowie Graustufen-Elektronenstrahllithografie in hoher Qualität erzeugt. Abschließend wurde ergänzend ein Verfahren zur Vergrößerung der Stempelfläche per Step-and-Flash-SCIL vorgestellt. Damit konnte die strukturierte Fläche des Arbeitsstempels um das 4- bis 6-fache ver- größert werden. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | ger |
| dcterms.creator | Reuter, Sabrina | |
| dcterms.dateAccepted | 2019-02-15 | |
| dcterms.extent | viii, 206 Seiten |