蒸发光刻中基底的非均匀加热
软凝聚态物质
2021-09-02 v3 流体动力学
摘要
本工作致力于一种生成粒子团簇组装体的方法，并与蒸发光刻相关。实验利用圆柱形池中含聚苯乙烯微球的异丙醇薄膜的非均匀蒸发进行。蒸气通量密度的局部不均匀性通过利用温度梯度实现。在池底中央部分安装铜棒以进一步加热。由表面张力梯度（其又由温度降引起）导致的热毛细流动，将最初静止在池底的粒子输运。研究了液体层初始厚度对池中央区域形成团簇的高度和底面积的影响。利用粒子图像测速法测量速度。建立了描述该过程初始阶段的模型。使用传热与热传导方程确定液体和池中的温度分布。利用润滑近似模拟流体流动。利用对流-扩散方程模拟粒子分布。利用 Hertz-Knudsen 方程计算蒸发通量密度。液体黏度对粒子浓度的依赖由 Mooney 公式描述。数值结果表明，随着温度升髙表面张力减小，液膜在中央区域逐渐变薄。液流指向基底附近的加热器，并将粒子输运到池中心。该区域粒子体积分数随时间增加。来自加热器的热流影响团簇几何形状的原因有二：首先，Marangoni 流动速度取决于温度梯度；其次，减小……
引用
@article{arxiv.2105.05511,
title = {Nonuniform heating of a substrate in evaporative lithography},
author = {M. A. Al-Muzaiqer and K. S. Kolegov and N. A. Ivanova and V. M. Fliagin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.05511},
year = {2021}
}