Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Μαργαρίτα Χατζηχρηστίδη, Λέκτορας ΕΚΠΑ Επιβλέπουσα
Περίληψη:
Στην παρούσα εργασία παρασκευάστηκαν δισυσταδικά συμπολυμερή
πολυ(αιθυλενοξείδιο) (PEO) με δεύτερη συστάδα πολυ(μεθακρυλικό τριτοταγή
βουτυλεστέρα) (Pt-BMA). Η σύνθεση των πολυμερών έγινε με ριζικό πολυμερισμό
μεταφοράς ατόμου (ATRP). Αρχικά συντέθηκε ο μακροαπαρχητής (ΡΕΟ-Br) με
αντίδραση εστεροποίησης της ακραίας υδροξυλομάδας με κατάλληλο ακυλοβρωμίδιο.
Κατά την αντίδραση συμπολυμερισμού ως καταλύτης χρησιμοποιήθηκε ο βρωμιούχος
χαλκός στην πρώτη οξειδωτική του κατάσταση (Cu(I)Br) με υποκαταστάτη του
συμπλόκου μετάπτωσης τη Ν,Ν,Ν΄,Ν΄΄,Ν΄΄-[(πενταμέθυλο)διαίθυλο]τριαμίνη
(PMDETA), σε διαλύτη διχλωρομεθάνιο (CH2Cl2) για θερμοκρασία πολυμερισμού 25ο C
και τολου όλιο για θερμοκρασία πολυμερισμού 90ο C.
Παρασκευάστηκαν τέσσερα δισυσταδικά συμπολυμερή (PEO-b-Pt-BMA), με μοριακά βάρη
21.700, 27.700, 32.200 και 37.000 και μοριακό βάρος PEO 5000, με διαφορετικά
κλάσματα όγκου φ των δύο συστάδων. Επίσης, παρασκευάστηκε άλλο ένα δισυσταδικό
συμπολυμερές με μοριακό βάρος 28.500 και μοριακό βάρος PEO 2000. Στη συνέχεια
δημιουργήθηκαν λεπτά υμένια (thin films) με περιστροφική εναπόθεση διαλυμάτων
των πολυμερών αυτών, πάνω σε υποστρώματα SiO2. Με μια διαδικασία επεξεργασίας
των λεπτών υμενίων με ατμούς διαλύτη (solvent annealing), οι πολυμερικές
αλυσίδες υπόκειταν σε μικροφασικό διαχωρισμό αναλόγως το κλάσμα όγκου των
συστάδων τους. Οι μορφολογίες που προέκυψαν ανιχνεύτηκαν με μικροσκοπία
ατομικής δύναμης (AFM) και ήταν η σφαιρική και η κυλινδρική.
Εκτός από την αυτο-οργάνωση των πολυμερικών υμενίων μελετήθηκε και η
λιθογραφική τους συμπεριφορά. Καταλληλότερος φωτοπαραγωγός οξέος για τη χημική
ενίσχυση του P(t-BMA) ήταν το triflate άλας του τριφαίνυλο σουλφωνίου
(TPS-triflate), σε ποσοστό 5 wt% με πηγή έκθεσης στα 254 nm.
Στόχος της εργασίας ήταν η δημιουργία δομών μερικών μικρόμετρων μέσω οπτικής
λιθογραφίας στο υμένιο του συμπολυμερούς (top-down lithography) και κατόπιν
ανάπτυξη νανοδομών (κύλινδροι ή σφαίρες) μέσω μικροφασικού διαχωρισμού στις
μικροδομές αυτές (bottom-up lithography) και το αντίστροφο.
Λέξεις-κλειδιά:
Πολυ(αιθυλενοξείδιο), Πολυ(μεθακρυλικός τριτοταγής βουτυλεστέρας), ριζικός πολυμερισμός μεταφοράς ατόμου, bottom-up λιθογραφία, top-down λιθογραφία
