基于C-MEMS的微納結(jié)構(gòu)的制備及其超級電容特性的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的C-MEMS工藝以光刻膠作為前驅(qū)體,結(jié)合光刻和高溫熱解的步驟,可以得到良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、優(yōu)良生物兼容性及化學(xué)隨性的碳微結(jié)構(gòu)。一方面,微機電系統(tǒng)被廣泛的研究,并越來越多的在生物、醫(yī)學(xué)和能源方面得到應(yīng)用,為微機電系統(tǒng)提供能源的微型能源也有更多的需求。另一方面,超級電容作為重要的能源引起廣泛的研究者興趣,它介于傳統(tǒng)電池和電容的,同時擁有高的比功率及比能量。而基于碳材料電極的超級電容又是一研究重點?；谝陨蠋c,可以基于C-MEMS開發(fā)以

2、碳為基礎(chǔ)的微納結(jié)構(gòu)的制備工藝,并研究其超級電容的特性。
　　本文選用SU-8作為前驅(qū)體,一方面,改進C-MEMS結(jié)構(gòu)及工藝本身,分別制備懸浮結(jié)構(gòu)和褶皺表面結(jié)構(gòu);另一方面,引入新的材料氧化硅和氧化猛,集成于C-MEMS結(jié)構(gòu)。主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)優(yōu)化C-MEMS的光刻過程,利用衍射過曝光的效應(yīng)制備C-MEMS懸浮結(jié)構(gòu),實現(xiàn)可控的工藝探索;進行超級電容特性的測試,比電容可以提高至3.8倍。
　　(2)在傳統(tǒng)C-ME

3、MS工藝中增加噴碳的步驟,制備C-MEMS褶皺表面結(jié)構(gòu),通過控制熱解時間研究其形貌的變化;進行超級電容特性的測試,比電容可以提高至7.5倍。
　　(3)在傳統(tǒng)C-MEMS工藝中增加鍍銅膜的步驟,制備C-MEMS/SiO2集成結(jié)構(gòu),提出碳化輔助的銅催化氣-液-固生長機理;開發(fā)可控的制備多種形貌的集成結(jié)構(gòu)的工藝;進行超級電容特性的測試,比電容值可提高約13倍。
　　(4)對傳統(tǒng)的C-MEMS結(jié)構(gòu)直接進行電化學(xué)沉積,制備C-MEM