Διεργασίες νανοδομικών υλικών και νανομηχανικές ιδιότητες
Creators: name: Κασσαβέτης, Σπυρίδωνας Ν.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2006
Subjects: Πολυμερή, μαλακή ύλη
Μικροσκόπια ατομικών δυνάμεων
Νανοτοπογραφία
Νανολιθογραφία δυνάμεως
Polymers and soft matter
Atomic force microscopy
Nanotopography
Force nanolithography

description: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζεται μεθοδολογία μελέτης των νανομηχανικών ιδιοτήτων και της επιφανειακής μορφολογίας νανοδομικής μαλακής, κυρίως, ύλης.Αρχικά παρουσιάζονται τα νανοδομικά υλικά, τα οποία αποτέλεσαν το αντικείμενο της μελέτης, και τα φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά την διεργασία Sputtering, η οποία χρησιμοποιήθηκε για την ανάπτυξη λεπτών υμενίων.Ακολούθως αναφέρονται λεπτομερός οι βασικές αρχές των τεχνικών μέτρησης των ναναμηχανικών ιδιοτήτων, όπως η σημειακή ημι-στατική και δυναμική Νανοεγχάραξη(ΝΙ), η διαμήκης Νανοεγχάραξη, η Ακουστική Μικροσκοπία Ατομικών Δυνάμεων, και της επιφανειακής μορφολογίας(Μικροσκοπία Ατομικών Δυνάμεων) και μελετάται η επίδραση του υποστρώματος κατά τη σημειακή νανοεγχάραξη των λεπτών υμενίων.Στο 4ο κεφάλαιο πραγματοποιήται διεργασία νανολιθογραφίας δυνάμεως σε μεμβράνες ΡΕΤ και μελετώνται τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των σχηματισμών, ενώ στην περίπτωση του πολυκαρβονικού υλικού ερευνώνται οι επιπτώσεις της επιφανειακής τροποποίησης με δέσμη ιόντων Ar+ στις νανομηχανικές ιδιότητες του και την παραμόρφωσή του λόγω φαινομένων ερπυσμού.Στο 5ο κεφάλαιο συζητούνται τα αποτελέσματα της μελέτης των μηχανισμών ανάπτυξης λεπτών υμενίων υδρογονομένου και μη-άνθρακα σε υποστρώματα Si και ΡΕΤ.Τα δομικά χαρακτηριστικά τους σχετίζονται με την επιφανειακή μορφολογία και τις νανομηχανικές ιδιότητές τους και προτείνεται υπέρσκληρη πολυστρωματική νανοδομή, αποτελούμενη από λεπτά υμένια άμορφο άνθρακα με διαφορετικές ιδιότητες.Στο 6ο κεφάλαιο το ενδιαφέρον εστιάζεται στη μελέτη των επιφανειακών χαρακτηριστικών και των νανομηχανικών ιδιοτήτων της επικάλυψης ΡΤFT σε 2D- και 3D- μεταλλικά υποστρώματα πριν και μετά την ανόπτηση και μετά από διαδικασίες τεχνητής αφαίρεσης της επικάλυψης PTFE.Τέλος στο 7ο κεφάλαιο συνοψίζονται αποτελέσματα και συμπεράσματα και προτείνονται θέματα μελλοντικής μελέτης
description: A methothology for the study of the nanomechanical and the surface topography of, principally soft, matter is presented. Firtsly, the properties and the application of the nanostructured matterials, which were studied in this thesis, and the phenomena related to the sputtering deposition techniques were discussed. The nanomechanical and surface characterization of nanostructured matterials was realized using depth sensing Quasistatic and Dynamic Nanoindentation (NI), Ramping Load Scratch Test Atomic Force Acoustic Microscopy and Atomic Force Microscopy. In the case of the PET films, Force Lithography was used to create surface features, which geometrical characteristics (pits and pile up area) were correlated to the applied force. Moreover, NI has been employed in order to study the nanomechanical properties and the deformation due to creep of the polycarbonate, before and after the surface modification using Ar+ ion beam. In the case of PTFE coating grown on 2D- and 3D- metallic substrates, the surface morphology and the nanomechanical properties were studied before and after annealing and after the artificial removal of the PTFE, in order to measure the thickness and the nanomechanical properties of the residual polymer. Finally, hydrogenated an non-hydrogenated, amorphus carbon thin films were grown on Si and PET substrates using rf magnetron sputtering. The effect of the applied bias to the substrate during growth to the surface, structural and nanomechanical properties of the thin films were presented. In addition, the effect of the substrate to the NI measured values of hardness (H) and elastic modulus (E) is investigated and a model for the calculation of H &amp; E real values is proposed