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探針電極在高分子表面局部極化之探討
Dissertation

探針電極在高分子表面局部極化之探討

蔡光裕
Doctor of Philosophy (PHD), 國立清華大學, 材料科學工程學系
1998

Abstract

極化 高分子電性 PMMA poling Polarization
隨著時代的進步,電腦的普及使得資料儲存已經是科技進步的一個重要環節。在短短的數十年間,資料儲存已經由磁記憶技術進步到磁光技術與光讀取技術?在這過程中,資料儲存的密度以驚人的速度快速成長。以目前的儲存密度最高的光碟而言,其儲存密度已經到達100M/CM2 。簡單的說,其相鄰的記憶點間距離小於0.1μm。而隨著掃描式探針技術(Scanning Probe Microscope)的發明,使的人類開始利用SPM 技術來嘗試納米(Nano Meter)等級的資料儲存。其原因是因為SPM 的工作原理非常單純,能夠精準的以原子尺度移動探針,且可以控制施在試片上的力量達到nN 的程度,更重要的是,它可以偵測的資料點尺度可以到達納米等級,輕易的超越了光碟片的資料儲存密度。但是目前發表的研究有以下幾個缺點1.只能寫一次,不能重複讀寫。2.資料清除速度慢。3.讀寫速度比現行的方法慢。相關文獻在第二章有詳細介紹。 根據以上的缺點 我們提出一個新的SPM 資料儲存方法。我們利用SPM 的探針當作上電極,資料儲存層下方先鍍一層金屬層當作下電極,首先利用介電值加熱法(Dielectric Heating)將高分子資料儲存層局部加熱到高分子的玻璃轉換溫度(Tg)以上,再瞬間外加直流電壓將高分子局部加熱,待極化完成後。我們關掉加熱的交流電並保持直流電使的極化的電偶極(Dipole moment)被固定,此局部的電偶極即為一個資料儲存點,我們可以利用靜電力顯微鏡(Electrostastic Force Micorscope )來進行資料的讀取。 由於本想法最重要的是部分是關於高分子在局部電場中的極化現象,而這個部分在現今的論文中並不多見,所以我們有必要做相關的實驗來加以探討局部電場、試片等條件的改變對極化結果的關係,藉此我們更可以了解高分子薄膜的電性。

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