Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

Fabrication of Polymer Thin Films on Solid Substrates

고체 기판에 고분자 박막의 고정화

  • Kim, Min Sung (Department of Image Science & Engineering, Pukyong National University) ;
  • Jeong, Yeon Tae (Department of Image Science & Engineering, Pukyong National University)
  • 김민성 (부경대학교 공과대학 이미지시스템공학과) ;
  • 정연태 (부경대학교 공과대학 이미지시스템공학과)
  • Received : 2009.12.23
  • Accepted : 2010.02.16
  • Published : 2010.04.10
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Abstract

Surface properties are important for determining the functions and uses of materials. So modification of materials with polymer thin films has emerged as an important method to control the physical and chemical properties of the surface layer. We report a simple and effective method to photochemically attach thin polymeric layers to solid surface without chemical derivatization of the substrate and/or the polymer. The system is based on a photoreactive poly(4-vinylpyridine) (P4VP) thin film which is formed on the $SiO_{2}$ surface via spin coating. This substrate is then covered with another polymer film that is reacted with the benzyl radical moieties by UV irradiation. As a result of photochemical reaction, a thin layer of the later polymer is covalently bound to the surface of P4VP. Unbounded polymer is removed by sonication. The thickness of the attached film is a function of the irradiation time and the molecular weight of the polymer. Spatially defined polymer thin films can be fabricated by way of photolithography.

고체 표면의 성질은 물질의 사용을 결정하는데 있어서 중요하다. 그래서 고분자 박막을 사용하여 표면을 개질시켜 표면층의 물리적, 화학적 성질을 제어하는 방법이 떠오르고 있다. 본 연구에서는 기판 표면과 고분자 간의 화학적 derivatization 없이 광화학 반응을 통하여 간단하고 효과적인 방법으로 고체 표면위에 고분자 박막을 흡착하여 표면을 개질시키는 방법을 설명하였다. 실리콘 웨이퍼에 스핀 코팅으로 형성된 광반응성이 있는 P4VP 박막을 이용하여 다른 고분자를 얹혀 UV 노광을 조사하여 벤질 라디칼 moieties 반응으로 고정하였다. 광화학 반응의 결과, UV 가교가 일어난 고분자는 P4VP 박막에 고정되어 지고, 반응이 일어나지 않은 부분은 초음파 세척으로 제거할 수 있다. 고정된 박막의 두께는 UV 노광 시간과 고분자의 분자량에 상관하여 형성되며, 광화학 반응으로 고정되기 때문에 photolithography 공정으로 마이크론 패턴 형성이 가능하다.

Keywords

References

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