专利名称：蘸礁笔纳米平板印刷术的沉积作用中的热控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于蘸礁笔纳米平板印刷术的沉积作用中的热控制的装置和方法，或DPN(Dip-Pen纳米平板印刷术，和DPN被注册为纳米墨水的商标)。
背景技术：
制造相当微小的结构和图样的能力是产生更加微小和更加快速的电子的关键。某些最新的技术实现了在纳米，或10-9米的尺度内构建结构。所述技术之一是DPN，已经在美国第6,635,311号专利中描述过。DPN是一种通过原子力显微镜(AFM)的针尖将分子沉积到表面的方法。该方法与将钢笔侵入到墨水池中并用该钢笔书写非常类似，只是DPN是在非常微小的尺度中。在DPN中，AFM针尖，或“笔”，侵入到或被涂抹上需要的分子或“墨水”，然后开始与表面接触，在所述表面上分子扩散。线条和图样可以通过在表面上移动针尖来构建，这与在纸上移动笔的方式相同。
然而，这一技术出现了一些缺陷。当在纸上使用笔进行书写时，人们必须抬起笔以停止书写。这对于DPN也是一样的；为了停止沉积，AFM针尖必须中断与表面的接触。不幸的是，这通常导致针尖和表面之间的记录的丢失。DPN的另外一个缺陷是，当处于接触模式时在没有导致污染——不需要的墨水沉积情况下，被涂抹的针尖不能用于成像的目的。因此，存在当针尖保持与表面的接触时，能够启动和停止沉积的设备的需求。
除了更换墨水、针尖或针尖速度之外，DPN进一步被限制，一旦分子被涂抹到针尖上，就会对沉积率产生少量控制。在DPN中使用的典型的墨水分子必须是足够流动的以在室温条件下从AFM针尖转移到表面的足够的流动。室温流动性的要求限制了可以在DPN中使用的墨水的类型，一旦沉积到表面上会导致墨水“溢出”或在墨水的扩散，这反过来又限制了可以用DPN构建的结构的精度。由于在DPN中使用的墨水具有必要的挥发性，该方法不能在真空中实施；墨水将会快速蒸发并污染系统。存在对一种更好的方法的需求，该方法可以在真空中实施并考虑到使用更加多种的墨水。也需要用一种更好的方法来控制沉积率和在沉积之后限制表面上的分子的过度扩散。
与解决所述问题相关的尝试的信息可以在美国第6,737,646和6,642,129号专利中找到。然而，这两份参考文献都具有以下一种或多种缺陷不具有在无污染时以接触模式成像的能力，不具有启动或停止沉积的能力，而且一旦沉积不具有控制墨水的过度扩散的能力。出于以上原因，需要这样一种方法，即在不中断针尖和表面之间的接触时启动和停止DPN中的墨水沉积。类似地，也存在对一种能够控制墨水的沉积率和限制墨水过度扩散的数量或表面污染的装置的需求。
发明内容
本发明涉及一种热控制装置，沉积作用的控制方法，和多图样化合物沉积方法。具有本发明的特征的热控制装置包括可操作地连接到扫描探针显微镜针尖的温度控制设备。所述针尖能够被至少一种图样化合物或墨水涂抹，而且温度控制设备改变图样化合物的温度大于针尖环境的平均温度。
本发明的另一方面提供了一种沉积作用的控制方法，该方法包括提供表面或基片和被至少一种图样化合物涂抹的扫描探针显微镜针尖。当图样化合物与基片接触时，图样化合物的温度改变，以致图样化合物变为流动的或不可流动的。在其流动阶段，该化合物可以以需要的图样沉积到表面。图样化合物的温度被改变大于针尖环境的平均温度。
本发明的另外一个方法提供了一种用于沉积多图样化合物的方法。该方法包括提供基片和被至少两种图样化合物涂抹的扫描探针显微镜针尖，所述两种图样化合物根据不同的熔化温度涂抹，即首先使用最高熔化温度的化合物涂抹针尖。图样化合物的温度可能被改变以允许只有那些具有已经达到或超过不流动的-流动的温度的图样化合物沉积到与图样化合物相接触的基片上。
通过参考以下说明书中的实施例的实施方案和对应的附图可以获得对于本发明的更加完整的理解。
附图1是本发明的装置的用于举例说明的示意图。
附图2显示的是OPA沉积到AFM针尖上的椭圆光度法数据。
附图3显示的是以不同温度通过tDPN将OPA书写到云母上的显微照片。
附图4显示的是附图3中的样品的摩擦力图像。
附图5是tDPN书写的三条线条，其中的两条是在加热停止以后书写的。
附图6显示的是通过tDPN书写的PDDT线条的显微图像。
附图7显示的是通过tDPN书写的铟线条的显微图像。
具体实施例方式
尽管对于DPN要求用水弯月面来将墨水从AFM针尖转移到表面存在广泛的设想，已经说明了一种被称为“干沉积作用”的方法，即转移可能在干燥的情况下发生。关于干沉积作用的最新研究引发了大量关于DPN如何扩展超过“湿”墨水的洞察。举例来说，在高温下(即，大约是水的沸点)沉积作用是可能的，有鉴于此，温度可以用于控制沉积作用。
热DPN(tDPN)在很多方面上对传统的DPN都有改进。首先，能够允许精确地控制书写。沉积作用可以被启动或停止，而且沉积率在不中断与表面的接触时可以被改变。第二，使用的墨水一旦被冷却可能具有较低的表面流动性，因而可以获得更高的空间分辨率。第三，通过冷却的针尖绘制地成像不会污染表面。这将允许当场对沉积作用进行确认而无需担心污染。最后，tDPN扩展了可以适用的墨水的范围。
所述方法可能利用具有高熔化温度的图样化合物。具有高熔化温度的图样化合物通常具有低的真空压力，而且与具有低的熔化温度的化合物相比，扩散更慢。所述特征有利于限制溢出的数量，并可能使得在真空室中执行该方法成为可能。
本发明最初涉及的是图样化合物沉积到基片上的热控制，覆盖到扫描探针显微镜的针尖上。热控制考虑到依赖于时间的沉积作用和沉积作用的终止。本发明可能利用在原子尺度范围内成像中使用的扫描探针显微镜的针尖，例如，原子力显微镜(AFM)针尖、近场扫描光学显微镜针尖、扫描隧穿显微镜针尖，以及任何具有能够被涂抹上图样化合物的针尖的其他类似的设备，而且所述针尖相对于基片在三维空间中是可控的。本发明也具有足以允许图样化合物从不流动转变为流动的用于改变针尖上的图样化合物的温度的装置。一旦流动，图样化合物可以在针尖与基片的接触区域内自由流动。在不流动阶段，没有化合物沉积。只要该方法中采用的动作可以导致图样化合物沉积到基片上，那么这些动作的确定顺序不是关键。举例来说，在改变其温度之前或之后，图样化合物可能与基片接触。需要的图样可以通过相对于针尖移动基片来获得。单一的针尖可以在tDPN中使用，或者都涂抹有需要的图样化合物的大量平行的针尖可能被使用。如果使用众多的针尖，一个或更多的针尖将会涂抹上不同的图样化合物。
图样化合物的温度比环境温度改变更大。这将在纳米尺度内产生明显的图案或特征。针尖的“环境”是指针尖周围的气体或液体的较大的空间，而不是仅仅指气体或液体的紧邻部分。举例来说，如果针尖封闭在充满气体的腔室中，所述环境是指腔室中气体的全部体积。如果针尖暴露在大气中，所述环境是指周围的空气。当针尖处于真空中时，可以认为环境的平均温度没有任何变化。图样化合物的温度比环境温度改变更大，以允许图样化合物快速冷却来停止书写。
通过改变针尖上墨水的温度，本发明的这种形式可以用于启动或停止墨水的沉积作用，而无需终止墨水与表面的接触。tDPN的一个实施例的实施方案利用了具有高的熔化温度的图样化合物，高于25℃，通常，该图样化合物与具有低的熔化温度的图样化合物(等于或小于25℃)相比，扩散速度更慢。低的表面扩散率限制了基片上的延伸或“溢出”。扩散率越低，用tDPN绘制的图样就越牢固。在基础的没有热控制的蘸礁笔纳米平板印刷术中，由于针尖上的较低的扩散率以及阻止图样化合物的流动，低的表面扩散率是不需要的。在tDPN中，针尖上的扩散率是通过加热图样化合物来控制的，以致获得很好的流动而没有溢出。如果通过加热空气的体积来加热针尖上的图样化合物，空气也会加热基片，这将导致图样化合物溢出基片的表面。因此，图样化合物的温度比基片的温度变化更大。加热空气的体积也会导致针尖上的墨水较慢冷却，从而导致停止书写减慢。
然而，如果需要图样化合物在基片上的更大的表面流动性，以下的实施例考虑到这些。tDPN的实施方案的实施例提供了以控制温度的方式加热或冷却基片，因此，当针尖与基片接触时沉积图样化合物。
扫描探针显微镜针尖通常在悬臂的末端上形成。当位于悬臂的顶部、悬臂横梁或两者之上时，图样化合物可能被加热。当图样化合物被加热到或高于其熔化温度(Tm)时，熔化的图样化合物可以自由流动到基片上。该方法不仅允许在室温或者在大约25℃时不流动的分子的沉积作用，也允许控制分子的沉积率。高于Tm的温度越高，沉积率越大。当图样化合物没有被加热或加热到的温度低于Tm时，沉积作用不会发生。
tDPN的一个实施方案是具有结合的电阻加热器的AFM悬臂的应用以沉积在25℃呈固态的墨水。悬臂可以由任何材料制成，例如塑料、金属、陶瓷或其结合。如果电阻加热远离针尖发生，悬臂可能被设计为提供足够的热量流动到位于针尖上的图样化合物上，以允许沉积作用发生。悬臂针尖可以以恒定的加热动力，或者随时间变化的加热动力，或者加热动力的短时脉冲被加热。悬臂针尖的加热和冷却常量中需要的变化可能通过改变悬臂的设计来改变。tDPN的装置的一种形式利用了硅AFM悬臂，由IBMZurich Research Lab根据热机械的数据库制造。所述悬臂与标准的硅覆盖在氧化物上的悬臂的加工处理来共同构建，而且在其曲率半径大约为100纳米的末端具有针尖。悬臂的加热时间大约为1-20微秒和冷却时间的范围大约为1-50微秒。悬臂在短脉冲时可以达到700℃，由于电阻加热部件也是温度传感器，悬臂温度的标度的响应可能是1℃。
附图1举例说明了本发明的装置。针尖10包括涂层20，针尖10被放置在与基片30接触的位置上。在这一实施方案中，针尖10在悬臂40上形成。附图不是严格按照比例绘制的，与图上绘制的相比，针尖相对于悬臂实际上非常小。加热部件50附着在悬臂40上以用于通过电阻部件60加热针尖10。箭头表明电流流经悬臂40和针尖10，加热针尖10，并导致图样化合物的沉积作用70发生在基片上。
悬臂可能被涂抹十八烷基膦酸(OPA)，这是一种通用的分子，可以自聚合为云母上的单层，金属，例如不锈钢和铝，和金属氧化物，例如TiO2和Al2O3。由于tDPN的熔化温度Tm是高于25℃和在结合的电阻加热器的热范围内，所以熔化温度Tm大约为99℃的OPA非常适合于tDPN。一种将OPA涂抹到针尖的方法是通过蒸发作用。这将通过首先在设定为110℃的电炉上加热包含有大约60mg的OPA的闪烁管。闪烁管的帽盖用针尖支撑器替换大约30分钟维持在大约35℃。从附图2中显示的椭圆光度法数据可知，这一过程将OPA的两种完全的单层的质量等同物沉积到针尖上。
另一种合适的图样化合物是铟，可以在纳米尺度的低温焊接中使用。该方法也可以形成功能有机分子，允许引导书写制造业。沉积的化合物可以形成模板以引导或集核生成纳米结构。
大部分不同的图样化合物在降解之前熔化，例如聚合物，无机聚合物，低的Tm的金属共晶体，或在tDPN中使用的有机分子。尽管Tm的从属关系已经在上文中有所涉及，任何经历了从不流动到流动的转变的具有温度的功能的分子都可以被使用。例如，从固体到液体或可能足以沉积的液体晶体的转变，或者从高粘度的液体或玻璃转变为较低粘度的液体。基片可以是任何大小、形状或材料，可以通过图样化合物修改以提供稳定的表面结构。tDPN的一个实施例的实施方案利用最新生成的云母作为基片。
除了结合的电阻加热器之外，很多能够改变针尖上的图样化合物的温度，以允许化合物从不流动转变为流动的装置可以适用于tDPN。一个实施例是商业上可获得的或可定制的压阻悬臂，其具有内部电子电阻部件，如果在足够高的电压时发生偏离，将会加热。另外一个实施例是能够与图样化合物的吸收宽相协调的远程电磁能量源，针尖侵入到化合物中被涂抹，或吸收体中，可以转移电磁能，接收到针尖上的图样化合物中。在以上实施例中提到的吸收体可能是位于悬臂上的微结构天线，或者是任何结合到针尖或悬臂上的吸收材料。同样，在等于或小于25℃的熔化温度的图样化合物中联合使用，冷却部件可能用于改变图样化合物的温度。冷却部件将保持图样化合物的冷冻或不流动状态直到需要沉积作用发生在基片上。这样的冷却部件可以是热电子冷却器或利用了Peltier效应。冷却部件可以直接结合到悬臂上以提供图样化合物的沉积作用，挥发过快以致沉积到基础的DPN上。冷却部件的使用，挥发的图样化合物在针尖上将是不流动的，直到沉积作用是需要的。一旦图样化合物的温度达到或超过其Tm，沉积作用发生并与基片反应防止随后的图样化合物的蒸发。
tDPN的实施例的实施方案可能被用于构建三维结构。由于tDPN允许图样化合物的流动性在悬臂和针尖能够被最大程度地提高，图样化合物可能被用于固化与基片的接触。因此，基片可以被缓慢的建立到需要的厚度，通过扫描和在相同的面积上多次沉积，或通过维持针尖稳定在样品的平面上并在图样化合物被沉积时缓慢提升。
tDPN的另外一个实施例的实施方案提供了在真空室中沉积图样化合物。由于在基础的DPN中使用的图样化合物的必要的挥发性，不可能将涂抹的悬臂放置超高的真空中(UHV)。图样化合物将会快速蒸发和污染系统。通过允许使用高熔化温度Tm的图样化合物(其必然具有低的蒸气压力)，tDPN的实施方案避免了这样的问题。较低的蒸气压力意味着图样化合物将维持在针尖上足够长的时间以在表面上形成图样。控制沉积作用的图样化合物的温度斜度将因此被在真空室中使用。另外，由于在tDPN中可能使用范围较宽的图样化合物，因此有可能在充满液体或充满气体的腔室中使用tDPN。
tDPN的另外一个实施例的实施方案允许来自相同的针尖的多图样化合物的沉积作用。例如，如果三种图样化合物(A，B&C)以各自的熔化温度的顺序被涂抹到针尖上，C在针尖上形成第一涂层和Tm(A)＜Tm(B)＜Tm(C)，然后通过将工组温度保持低于Tm(B)，只有A沉积。同样地，在低于Tm(C)的温度上，只有图样化合物A和B沉积。在Tm(C)的温度以上，三种图样化合物都会沉积。必须认真选择图样化合物以避免可能降低熔化温度和促进共同沉积作用的溶剂效应。同样的实施方案可以与针尖阵列一并使用，其中阵列中的一个或更多的针尖可能涂抹有多种不同的图样化合物。
tDPN的发展为以DPN为基础的纳米结构提供了多种机会。加热器的悬臂的较大阵列可能被构建，可以以多于106象素/秒的速度书写，因此，可以在晶片规模的区域中获得合适的书写时间。热控制允许之前不可能达到DPN的种类繁多的固态墨水的的沉积作用。例如，通过该技术形成的适当熔化温度的金属，建立纳米尺度内的“低温焊接烙铁”。最后，由于tDPN中的分子可以在25℃时凝固，这将可能建立多层的多化合物图样来构建三维纳米结构。
对于本发明的描述，以下的实施例用于举例说明本发明的特定的应用。这些特定的实施例并不是将本发明的范围限制在描述的应用中。
实施例1OPA的沉积作用——上文中描述的涂抹有OPA的AFM针尖，在云母基片的4个500纳米正方形区域上以2Hz和128行/扫描被光栅处理，或者总扫描时间为256秒。对于每一个正方形，悬臂的温度被提高，最终超过OPA的熔化温度。当针尖的温度保持低于OPA的熔化温度Tm时，在25℃或者57℃，不会获得绘制的正方形。将针尖温度提高到98℃，接近OPA的熔化温度Tm导致少量沉积。该区域的平均高度为1.1nm，稍微小于整个分子高度的二分之一。当悬臂温度提高到122℃时，最终可以看到牢固的沉积作用，构建的正方形图样的高度为2.5nm，正如附图3所示表示整个分子的高度。显示在附图4中的对应的摩擦力成像证实了OPA沉积作用。与云母结合的OPA暴露在甲基的终端基团中，将减少相对于裸露的云母表面的摩擦力。从较低的悬臂温度中没有观察到摩擦力的变化。在98℃时较少的沉积作用极少地减少摩擦力，正如希望的那样，在122℃时整个分子的沉积作用更进一步减少摩擦力。
尽管在加热开始就出现沉积作用，沉积作用在加热电流停止一段时间后仍继续。附图5显示通过tDPN书写的三条线，其中针尖每1分钟顺次描绘三条垂直线。悬臂仅仅加热第一、上部左边的线条。因此，在悬臂加热停止后的大约2分钟的时间内继续沉积。出于数据存储应用，位于硅的表面上的极薄的聚合物层的修改已经被显示为非常靠近针尖定位并在1-10微秒的范围内全部完成。(King等人撰写的，Design of Atomic Force MicroscopeCantilevers for Combined Thermomechanical Writing and ThermalReading in Array Operation，微电子装置系统期刊第11卷，第6，2002号)。本发明中的系统与King等人的系统的区别在于针尖涂抹有图样化合物，以及云母基片具有比硅的热传导率低很多的热传导率。本实验并不表明墨水在针尖上是否保持热度，也没有表明基片被针尖充分加热；尽管冷却时间常量的简单标定对于悬臂超过～10微秒，对于针尖超过～100微秒，对于墨水超过～10微秒，以及对于基片的加热区域超过～10微秒。因此，类似地，很可能的是基片上残余的热量延长了书写，以及很可能的是沉积作用以较大的热传导率很快在基片上终止，例如硅或金属。基片材料的精心选择和书写速度的设计可以将tDPN书写时间降低为数据存储应用中证明的100Hz范围。
附图5的两个特征表明存在明显改进平版印刷术的方法的可能。首先，在非优化的系统中线宽(横截面积的最大值的一半的全部宽度)只有98纳米的横截面，可以相比于适用的针尖曲率半径，～100纳米(从SEM)。加热的针尖悬臂可以构建得比20纳米更尖，在聚合物中被标记如同23nm一样小。因此，针尖结构的优势将允许通过量级顺序线宽的减少量。第二，尽管对于后一线条墨水被假设为较冷的在线宽上没有精确的变化。线宽与温度的从属关系表明宽度主要取决于针尖的尖度，而不是取决于OPA的扩散分子的随附沉积作用。tDPN的这一方面与传统的tDPN形成对比，其中球形温度的上升提高了沉积率和由于表面扩散导致的图样的随后的沿展。因此，球形加热会导致更大的图样可能具有较大的污染光环。因此，对于加热的局部控制将允许较快的沉积率和显著的特征。悬臂、针尖和基片的精心设计将允许tDPN的书写特征如同10纳米一样小。在本发明中，没有观察到污染物的特点，例如，在沉积特征周围的光环或伴随用涂抹的针尖重复成像的“填充”的图样。
实施例2PDDT的沉积作用一tDPN被用于位于电极之间的聚合物的沉积传导。聚合物是聚乙烯(3-dodecylthiophene)PDDT，对于无机FETs半导体聚合物是有用的。在氮的条件下(避免氧化)针尖被加热到～200℃。然后针尖在2分钟内从一个电极扫描到另一个电极。沉积的线条的厚度为20nm和宽度为150nm以及跨度为800nm的宽间隔。
实施例3铟的沉积作用——对于纳米尺度的电路或用于形成现代电路的光掩膜的修补，重要的是能够书写微小的传导线。tDPN被用于形成铟，较低的熔点金属和普通的电焊。附图7显示针尖速度为3um/s书写的3um线条的系列。每一线条通过沉积针尖转移64次(即，32绘制/再绘制)。在95℃和135℃书写的两条顶部线条没有显示，底部左边的模糊的线条是在156℃时绘制的，该温度接近铟的熔化温度156.6℃。底部右边的线条是在196℃时书写的，该温度高于铟的熔化温度，并在这一温度显示出牢固的沉积作用。
非常明显的是，根据以上教导本发明的任何修改和改变都是可能的。因此，人们将会理解请求保护的发明的实现可以不局限于说明书中的描述。
权利要求
1.一种热控制装置，该热控制装置包括能够被涂抹至少一种图样化合物的扫描探针显微镜针尖；以及可操作地连接到针尖的温度控制设备，其中温度控制设备改变图样化合物的温度使其大于针尖环境的平均温度。
2.根据权利要求1的装置，其中温度控制设备导致图样化合物在不流动和流动之间转变。
3.根据权利要求1的装置，其中针尖位于充满气体的腔室中；以及其中温度控制设备改变图样化合物的温度使其大于腔室中的气体平均温度。
4.根据权利要求1的装置，其中针尖暴露在周围的大气中；以及其中温度控制设备改变图样化合物的温度使其大于周围的大气的平均温度。
5.根据权利要求1的装置，其中温度控制设备改变图样化合物的温度使其大于图样化合物沉积其上的基片的温度。
6.根据权利要求1的装置，其中温度控制设备改变与图样化合物接触的基片的温度。
7.根据权利要求1的装置，其中图样化合物是十八烷基膦酸。
8.根据权利要求1的装置，其中图样化合物是10-碳烯基三氯硅氧烷。
9.根据权利要求1的装置，其中针尖在悬臂的末端上形成，和温度控制设备是结合到悬臂中的压阻部件。
10.根据权利要求1的装置，其中针尖在悬臂的末端上形成，和温度控制设备是结合到悬臂中的电阻部件。
11.根据权利要求1的装置，其中温度控制设备是远程电磁能量源。
12.根据权利要求11的装置，其中远程电磁能量源与图样化合物的吸收带相协调。
13.根据权利要求11的装置，其中远程电磁能量源与针尖的吸收带相协调。
14.根据权利要求11的装置，其中远程电磁能量源与可操作地连接到针尖上的吸收体的吸收带相协调。
15.根据权利要求1的装置，其中针尖在悬臂的末端形成，和温度控制设备是位于悬臂中的冷却部件。
16.根据权利要求15的装置，其中冷却部件利用了Peltier效应。
17.根据权利要求15的装置，其中冷却部件是热电子冷却器。
18.一种沉积作用的控制方法，该方法包括的动作有提供基片；提供涂抹有至少一种图样化合物的扫描探针显微镜针尖；将图样化合物与基片接触；改变图样化合物的温度以允许图样化合物在不流动和流动之间转换；其中图样化合物的温度被改变大于针尖环境的平均温度；以及允许流动的图样化合物的需要数量以需要的图案转移到基片上。
19.根据权利要求18的方法，其中基片是云母，和图样化合物是十八烷基膦酸。
20.根据权利要求18的方法，其中图样化合物是10-碳烯基三氯硅氧烷。
21.根据权利要求18的方法，其中图样化合物与基片接触的动作，改变图样化合物的温度的动作，和允许需要数量的图样化合物转移到基片上的动作在真空室中执行。
22.根据权利要求18的方法，其中图样化合物与基片接触的动作，改变图样化合物的温度的动作，和允许需要数量的图样化合物转移到基片上的动作在充满液体的腔室中执行。
23.根据权利要求18的方法，其中图样化合物与基片接触的动作，改变图样化合物的温度的动作，和允许需要数量的图样化合物转移到基片上的动作在充满气体的腔室中执行。
24.根据权利要求18的方法，其中图样化合物具有高于大约25℃的熔化温度。
25.根据权利要求18的方法，其中图样化合物的熔化温度小于或等于大约25℃。
26.根据权利要求18的方法，其中改变图样化合物的温度的动作包括在与图样化合物接触时改变基片的温度。
27.根据权利要求18的方法，其中改变图样化合物的温度的动作包括选自由压阻部件、电阻部件、电磁能量源和冷却部件组成的组的部件的应用。
28.根据权利要求18的方法，进一步包括允许图样化合物建立在基片上以到达需要的厚度的动作。
29.根据权利要求28的方法，其中允许图样化合物建立在基片上以到达需要的厚度的动作是通过重复扫描基片的相同区域来实现的。
30.根据权利要求28的方法，其中允许图样化合物建立在基片上以到达需要的厚度的动作是通过由于图样化合物被沉积而增加针尖和基片之间的距离的同时保持基片平面上的针尖的稳定来实现的。
31.根据权利要求18的方法，其中提供扫描探针显微镜针尖的动作包括提供众多涂抹有图样化合物的针尖。
32.根据权利要求18的方法，其中提供扫描探针显微镜针尖的动作包括提供众多针尖，其中至少一个针尖涂抹有不同的图样化合物。
33.一种用于沉积多图样化合物的方法，该方法包括的动作有提供基片；提供涂抹有至少两种具有不同的熔化温度的图样化合物的扫描探针显微镜针尖，图样化合物以各自的熔化温度的顺序形成涂层，具有最高的熔化温度的图样化合物形成第一涂层；将图样化合物与基片接触；改变图样化合物的温度以允许至少图样化合物之一在不流动和流动之间转换；允许流动的图样化合物的需要数量以需要的图案转移到基片上；其中只有转移温度达到或超过的图样化合物被沉积。
34.根据权利要求33的方法，其中提供扫描探针显微镜针尖的动作包括提供众多涂抹有至少两种需要的图样化合物的针尖。
全文摘要
本发明描述了一种在纳米平板印刷术中使用的装置和将固态有机墨水从原子力显微镜的针尖沉积到基片上的热控制的方法。本发明可以用于启动和停止墨水沉积到基片上，这是通过将温度提升到高于墨水的熔化温度或降低温度到低于墨水的熔化温度来实现的。由于该方法允许墨水的沉积作用能够被启动和停止以及改变沉积率而无需中断针尖与基片的接触，因此该方法可能是有用的。相同的针尖可以用于成像的目的而不用担心污染。本发明可以允许墨水沉积在真空室中，而且，一旦被冷却与其他的纳米平板印刷术中使用的墨水相比，使用的墨水具有较低的表面流动性时，本发明也考虑到更高的空间分辨率。
文档编号B05C11/00GK101035629SQ200580034195
公开日2007年9月12日 申请日期2005年5月10日 优先权日2004年8月18日
发明者保罗·E·舍汉, 威廉姆·J·利奥耶德, 威廉姆·P·金 申请人:海军秘书处代表的美国政府