行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告
微奈米壓印成形技術在軟性基板可成形性與應用在太陽能
光電板暨有機電激發光顯示器光子晶體整合製作效能提昇
之研究(III)
研究成果報告(精簡版)
計 畫 類 別 ： 個別型
計 畫 編 號 ： NSC 98-2221-E-151-015-
執 行 期 間 ： 98 年 08 月 01 日至 99 年 12 月 31 日
執 行 單 位 ： 國立高雄應用科技大學機械工程系
計 畫 主 持 人 ： 許光城
計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：何廷林
碩士班研究生-兼任助理人員：周墩秦
碩士班研究生-兼任助理人員：侯鈞偉
碩士班研究生-兼任助理人員：鄭延瑜
報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文
處 理 方 式 ： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，1 年後可公開查詢
中 華 民 國 100 年 03 月 31 日
行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果報告
微奈米壓印成形技術在軟性基板可成形性與應用在太陽能
光電板暨有機電激發光顯示器光子晶體整合製作效能提昇
之研究(III)
計畫類別：
■
個別型計畫
□ 整合型計畫
計畫編號：
NSC 98-2221-E-151-015
執行期間：98 年 8 月 1 日至 99 年 12 月 31 日
計畫主持人：許光城
共同主持人：
計畫參與人員：何廷林 周墩秦 侯鈞偉 鄭延瑜
成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：
■
精簡報告
□完整報告
本成果報告包括以下應繳交之附件：
□赴國外出差或研習心得報告一份
□赴大陸地區出差或研習心得報告一份
■
出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份
□國際合作研究計畫國外研究報告書一份
處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、
列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢
□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢
執行單位：
國立高雄應用科技大學 機械工程系
中 華 民 國 九 十 九 年 十 二 月 三 十 一 日
行 政 院 國 家 科 學 委 員 會 專 題 研 究 計 畫 成 果 報 告
微奈米壓印成形技術在軟性基板可成形性與應用在太陽能光電板
暨有機電激發光顯示器光子晶體整合製作效能提昇之研究(III)
Research on formability of flexible subtract in micro/nanoimprint process and
application onfabrication and performance enhancement of solar cell, OLED and
photonic crystal (III)
計畫編號：NSC 98-2221-E-151-015
執行期限：98 年 8 月 1 日至 99 年 12 月 31 日
主持人：許光城
國立高雄應用科技大學 機械工程系
一、中文摘要
為改善微影製程因曝光光源波長減少，而導 致成像品質不佳，奈米壓印製程於是被開發出來。 本研究藉由光子晶體模仁壓印出結構，製作出週期 400.86nm 的光子晶體薄膜，並結合於可撓曲有機 發光二極體發光表面，形成光子晶體波導層以增加 發光效率。從測得數據可看出明顯改善原本元件所 得 參 數 ， 改 善 前 之 有 光 子 晶 體 層 結 構 Voc= 15.44V、Isc= 0.00903A、光亮度= 211 cd/m2、
L= 2.336 cd/A、
P= 0.475 lm/W；改善後之有光子晶 體層結構 Voc= 10V、Isc= 0.009012A、光亮度= 250 cd/m2、
L= 2.774 cd/A、
P= 0.871 lm/W。 運用分子動力學，模擬碳氫化合長鏈高分子 (PMMA)奈米壓印製程，分析含自組性單分子抗沾黏 層於全原子模型的高分子材料（PMMA）圖一在奈米 壓印製程中負荷變化，並討論不同模擬參數對成形 性的影響。為了讓程式計算更有效率，使用平行計 算，並搭配財團法人國家高速網路中心之叢集運算 硬體設施。內容共分為四個部份：首先第一部份針 對 PMMA 高分子排列方式以水平（與 X 軸平行）與 垂直（與 X 軸垂直）排列來探討其壓印所需的負荷 與成形的結果；第二部份改變下壓與拔模速度並比 較水平與垂直排列之 PMMA 高分子壓印後的的成形 性探討，以及壓印所需的負荷；第三部份改變不同 的溫度並對水平與垂直排列方式之 PMMA 壓印，探 討其成形結果與負荷；第四部份探討不同深寬比對 於水平與垂直排列之 PMMA 壓印的成形結果與負 荷。 在全原子模型的高分子材料（PMMA）在奈米壓 印製程下，模擬發現 PMMA 高分子排列方式中，垂 直排列可以得到較佳的成形性，其成形所需的負荷 也較小；在速度效應比較中慢速下壓，其充模性較 好，成形性也比高速下壓時來的好，負荷也較小， 拔模速度較慢所以造成兩側的材料有些微之脫 離；在高溫壓印時，分子間的動能較大，有利於壓 印，成形性也相對較好，其所需的負荷也較小；在 深寬比分析中，高深寬比的成形性相對較差，其負 荷也較大。關鍵詞：
奈米壓印、光子晶體薄膜、有機發光二 極體、分子動力學、平行運算、全原子 勢能模型、高分子材料（PMMA）In order to overcome the bottom neck of photolithography for producing tiny feature devices due to the limitation of light scattering and wave length of light source, nana imprint lithography is a promising technology. In the current study, photonic crystals with nano structure in period of 400.86nm was fabricated as a photonic crystal films and was integrated into an organic LED. From experiments, the organic LED without photonic crystal films behaves Voc=15.44V, Isc=0.00903A, Luminous= 211cd/m2,
L= 2.336cd/A and
P=0.475 lm/W; the organic LED with the above photonic crystal films behaves Voc=10V, Isc=0.009012A, Luminous= 250cd/m2,
L= 2.774cd/A and
P= 0.871 lm/W, wh i c h s h o ws t h a t t h e l a t t er p e r fo r m we l l . The study of nanoimprint formability for the polymer material with self-assembled monolayer using parallel computing technique, based on molecular dynamics (MD) method and parallel computing technique to observe deformation behaviors of PMMA where stamp with self-assembled monolayer. PC cluster facilities in National Center for High Performance Computing and Network were used to improve computing efficiency.This research is divided into four parts. The arrangements for the PMMA polymer orientation as horizontal style (parallel to X-axis) and vertical style (perpendicular to X-axis) are first investigated based on the required stamping loads and the forming results. Second, the pressing and withdrawing velocity effect on formability and stamping load under two different polymer orientations is studied. Third, the temperature effect on formability and stamping load under two different polymer orientations is studied. Fourth, the aspect ratio effect on formability and stamping load under two different polymer orientations is studied.
Simulation results in the all atom model of polymer material (PMMA) during the nanoimprint
process show that the vertical arrangement of PMMA polymer behaves better formability than horizontal arrangement. The required stamping load for the former is smaller than the latter. Regarding to velocity effect, the case with slow stamping velocity behaves better formability; however, the case with slow withdrawing velocity shows a little pulling phenomenon in the side wall of cavity of PMMA. The case in high temperature shows better formability than in low temperature due to high kinetic energy of polymer material. Regarding to aspect ratio effect, the case with high aspect ratio depicts relatively poor formability and the stamping load is also large.
Keyword：
Nanoimprint, Photonic Crystal Films, Organic Light-Emitting Diodes,Molecular dynamics, parallel computing technique, all atom mode, PMMA polymer material.
二、緣由與目的
隨著半導體相關製程技術及光學微影設備不 斷的進步，致使半導體產業持續成長，這類技術隨 著曝光源的波長減短，也將面鄰到光學成像技術的 瓶頸，現有 ArF(193nm)在 100nm 以下已碰到其物 理極限，光學微影本質上也只能在平面上應用，且 會被昂貴的設備所限制。 奈米壓印微影為現 今最可能突破微影製 程 中，受限於光繞射對線寬的限制，製作出更小的元 件 的 方 式 之 一 。 奈 米 轉 印 微 影 術 (Nanoimprint Lithography)在 1995 年由普林斯頓大學電機工程系 Stephen Y. Chou 教授[1]提出，且將其應用於微機 電系統(MEMS)的光檢測器上製作出線寬 100nm 的圖案，遠優於傳統光學微影繞射極限，且具有加 工解析度高、速度快、以及成本低廉等特色，為奈 米製造技術中相當受到矚目的技術之一。奈米轉印 成形係源自微熱壓成形(micro hot embossing)的創 新方法。熱壓成形是製作高分子材質製品的一種方 法，其基本原理為：將熱塑性高分子材料加熱使其 軟化，以母模施加壓力，將模穴形狀充分轉印到高 分子材料上，最後將模具系統冷卻並進行脫料。 2005 年 Yoshihiko Hirai[2]提出以奈米鑄造微 影(nanocasting lithography)的方式來簡化傳統的奈 米壓印(nanoimprint lithography)製程，僅需以塗佈 工具和簡單的壓印接觸設備，即可完成整個圖案的 轉移，利用此方式來轉印特徵結構所需的力量相當 低，且可減輕模具在熱壓過程中之損壞。 2005 年 Y. Kanamori [3]等人在利用旋轉塗佈 複 製 的 技 術 在 PMMA 上 ， 製 造 出 抗 反 射 (Antireflection) 的 次 波 長 光 柵 (Subwavelength grating，SWG)。結合使用電子束微影(EBL)與反應 式離子蝕刻(RIE)，在矽模仁上製作出二維尺寸週 期 200nm、深度 90nm 的尖形光柵。複製的方法是 直接在模仁上塗佈大約9.35μm厚的 PMMA，接著 將複製完成的 PMMA 光柵結構，黏附於玻璃基板 之 PDMS 膜上。 2006 年 C. G. Choi [4]等人，利用奈米壓印於 聚苯乙烯(Polystyrene，PS)上複製出二維平板光子 晶體有連續的線狀缺陷波導(Line defect waveguide) 及三角型陣列的氣孔。光子能隙(Photonic band gap，PBG)的結構，則是用平面波展開技術來計算 出二維聚苯乙烯平板光子晶體有少量的光子能 隙，在電場方向垂直入射面(TE-like)模式下，光子 能隙介於 0.49~0.51 之間。 2006 年 Kouba J. [5]等人提出利用奈米壓印技 術製作出原本需要許多煩瑣製程才能製出的光子 晶體所需之週期性特徵結構，首先利用 E-Beam 製 作出光子晶體所需的特徵結構後，再利用電鑄的方 式 製 作 出 強 度 較 高 的 鎳 模 具 ， 並 利 用 Tridecafluoro-(1,1,2,2)-tetrahydrooctyl-trichlorosilane(F13-TCS) 於 鎳 模 具 上進行表面改質以增加模具的抗沾黏性，並在高分 子量的 PMMA 上進行晶體特徵圖案定義的動作， 而晶體特徵圖案為在 1×1mm2的區域面積中，佈置 直徑 180nm、間距週期為 225nm 的圓孔。 2007 年 V. Reboud[6]等人利用奈米壓印製做 光子晶體結構薄膜修改（CdSe）ZnS 發光效率， 首先由電子束微影結合 ICP 蝕刻於 Si 晶圓上製作 出光子晶體結構模仁；進行抗沾黏層表面改質壓印 在 高 分 子 聚 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 (PMMA) (MW=996K)，180℃熱壓 5 分鐘複製出三角晶格排 列圓孔直徑 450nm、深度 600nm(深寬比 1.3)的特 徵尺寸，並比較壓印出 420nm、540nm、580nm 三 種不同圓孔週期於硒化鎘(（CdSe）ZnS)發光材料 上進行發光效率比較，由圖 1-16 探討顯示壓印出 孔之間的週期，發現週期 580nm 對光的提取效率 高達 2.4 倍，結果顯示製作光子晶體時圓孔週期對 發光效率有極大的影響。 奈米壓印的研究方法有分為理論和實驗兩種方 式，藉由進一步的理論模擬計算，以減少不必要的 實驗、不良的設計，其可降低時間、人力資金等成 本。以電腦模擬評估其製程可行性是目前的趨勢， 現今許多製程不斷精進且加工的尺度也越來越 小，在奈米尺度下的物理性質不再被視為連續體， 故當微構件受到外力作用後，變形機制將無法以傳 統連續體力學來描述。因此我們以分子動力學理論 為基礎，來模擬實際奈米壓印高分子材料（PMMA） 過程，對於不同的參數觀察其物理現象及數據。但 在模擬的過程中，仍有許多問題需要克服，如何選 定正確的勢能模型是非常重要的，由於高分子材料 的分子量很大且單體結構複雜牽涉到龐大計算，因 此之前的研究中都會簡化勢能模型，減少模擬所需 之時間，所以電腦的運算能力而很重要，使用國家 高速網路中心之叢集電腦，並在撰寫程式方面運用 平行方法增加計算效益，以漸少所需的計算時間， 但對於大尺度的模擬仍需耗費大量的電腦時間，故 在模擬壓印全原子模型碳氫長鏈高分子（PMMA）時 的尺度仍無法達到實際之尺寸。 PMMA 為一種介於泛用塑膠與工程塑膠間的透明塑膠原料，具優良光學性和折射率，其性質與光 學玻璃相近，故被稱為光學塑料。而PMMA 依照取 代基之排列方式的不同，其會有不同的玻璃轉換溫 度[7]、溶解度及結晶結構之物理特性，而上述之 物理特性即會導致其硬度與楊式模數等機械性質 產 生 差 異 。 其 排 列 方 式 有 三 種 ： I-PMMA(Isotactic-PMMA)，其取代基接在同側，其 Tg 約為313K；S-PMMA (Syndiotactic-PMMA)，其 取代基在兩側交互排列，其Tg 約為378K；A-PMMA (Atacti-PMMA)，其取代基沒有規則性的排列，其 Tg 約為378K，而此三種構形的PMMA 之分子結構式 並表示於圖二(a)~(c) 所示。 2006年 林建良[8]模擬以矽的奈米模具下壓 高分子材料(CH2)n並討論臨界寬度、加工溫度、材 料之黏著現象、回彈現象、比較有無抗沾黏層之結 果，並與壓印實驗的結果進行比較，發現負荷大小 與模具線寬大小成正比，線寬越大其充模也較良 好。 2007 年 Kang 等人 [9]建構一個非晶系 PMMA 的壓印模型並考慮不同模具深寬比的壓印行為，模 擬發現拔模時的黏著力和模具深寬比之間並沒有 明顯的關係。 2008 年吳政達[10]使用多重粒子法與分子動 力學模擬奈米轉印製程，使用薄膜材料有金屬(Au) 和高分子(PMMA)兩種，藉由變化模具尺寸、模穴大 小和材料排列方向等參數，並與壓印和拔模過程中 的力-位移曲線、粒子軌跡、應力場與滑移場解析 奈米壓印的成形機制與力學行為，結論為橫向排列 之 PMMA 相對於直向排列之 PMMA 負荷較大和成形性 較差。 自組性單分子抗沾黏層形成原理，自組性單 分子抗沾黏層為一種矽氯烷類的單分子，它的學名 n-octadecyltrichlorosilane(C18H37SiCl3) 簡稱 OTS，而另外一種也是普遍被使用的則是 1H,1H,2H,2H-perfluorodec-yltrichlorosilane( C10H4F17SiCl3)簡稱FDTS，矽氧烷單層成長的原理是 先由氯矽烷的極性端Si-Cl經水化合後，Cl的位置 被OH基取代並生成Si-OH基團，而這些Si-OH基團再 與表面親水性氧化矽Si-OH基結合，經由氧原子側 向交叉形成Si-O-Si的共價鍵並脫水，以在表面形 成自組性聚合。而其形成示意圖，如圖三(a-b)所 示在2008年Hongwen Sun[11]探討高分子CF2，作為 奈米壓印中之自組性抗黏層如圖1-3，運用分子動 力學分析其抗沾黏和摩擦因子對於壓印時之抗沾 黏的影響。 最後分子動力學的運算當中，最耗費電腦時 間的計算部分便是分子與分子之間的交互作用 力，故成為一般利用平行運算來達到增加效益的部 分，及勢能作用的部分。Plimpton 提出了三種針 對僅考慮短程作用力的分子動力學平行演算法 [12-13] ， 分 別 是 ： 原 子 分 散 法 (Atom-Decomposition Method) 、 力 分 散 法 (Force-Decomposition Method) 、 空 間 分 散 法 (Spatial-Decomposition Method)，而往後的學者 也均是以這三種方式來做平行運算，或是加以改 良。
三、實驗流程
3.1 有機發光二極體之光子晶體層結合 本實驗主要分為三個重點流程，分別為：(A) 微影製程、(B)光子晶體薄膜製作、(C)有機發光元 件製程，如圖四為本實驗流程示意圖。 3.1.1 微影製程 微影製程部分是以 AZ4620 正型光阻來定義 出有機發光二極體之 ITO 陽極結構。AZ-4620 厚 膜光阻的製程主要包括：光阻塗佈與靜置、軟烤、 曝光、顯影、清洗、旋乾與硬烤等步驟，表一為(A) 微影製程參數表。 3.1.2 光子晶體模仁製作 製作直徑 200nm、週期 400nm、高度 200nm 光子晶體結構之矽基模仁，線寬結構上下各預留 0.5mm，且結構由左至右排列至整個尺寸(17mm2) 可容納之範圍，如圖五所示。 3.1.3 FDTS抗沾黏層製作 將製作好的矽基模仁做表面抗沾黏層，由於 DLC 鍍膜可能會對奈米模仁造成尺寸上的影響， 故選擇以 SAM 的方式作為實驗之表面處理，如圖 六所示。 3.1.4 光子晶體薄膜製作 將調配好之 PMMA，灌注於光子晶體模仁上 後，先靜置 20 分鐘，再放入真空箱中反覆抽真空 使結構模仁與 PMMA 間之空氣排出，其目的為了 使 PMMA 與模仁間無空氣及間隙，完整的複製出 與模仁相同之光柵表面結構，完成後放置於旋轉塗 佈機將多餘的 PDMS 甩出，烘烤固化後與塗佈上 PDMS，反向壓印結合成形 ，結構形貌如圖七所 示。 3.1.5 有機發光二極體元件蒸鍍PET/ITO/NPB (200Å)/ Alq3(300 Å)/Al(2000
Å)，為本實驗參數的依據，有機發光元件的各層結 構依照成膜先後順序排列為以下各層，如圖八所 示。 腔體抽真空度達到 5×10-6torr 時，利用加熱線 圈使材料蒸發進行有機層鍍膜，藉由控制外加直流 電源的電流大小，達到該材料適合蒸鍍之電流值即 可開始進行蒸鍍，有機材料分別為 NPB 與 Alq3， 並在 120°C 與 150°C 的溫度下，以鍍膜速率大約 0.5Å/sec，蒸鍍電壓 3.5V 下進行鍍膜。 陰極鋁則是於有機材料蒸鍍結束後利用電子 束蒸鍍機來完成，鍍膜速率為 2Å/sec。在蒸鍍沉積 的過程當中，藉由蒸鍍腔內的石英振盪膜厚計來得 知薄膜厚度。 當金屬陰極製作完成之後，在其表面濺鍍一 層厚度為 500nm 的 SiO2做為保護層。目的為防止
腔體破真空後，取出試片時接觸到空氣中的水氧而 氧化，影響到元件本身的特性，造成效率不佳的情 況發生。當取出後再進行表面簡易封裝，步驟如 下： 1. 在元件封裝區域外圍均勻塗上 UV 膠。 2. 將封裝用 PET 覆蓋於封裝區域上方。 3. 接著以 UV 光源直接照射元件 5 分鐘使 UV 膠固化。 利用半導體參數分析儀來量測有機發光二極 體，接上元件正負極，藉由電腦程式量測出元件之 操作電壓、對應電流，即可求出元件之 I-V 曲線 圖，並且使用光度計量測元件色度、光亮度，如圖 九所示。
四、 結果與討論
4.1 條件一 PET/ITO / NPB(200 Å) / Alq3 (350 Å) / Al(2000 Å)，面積 1cm2，未封裝，驅動電壓 15.44V、 對應電流 0.00903A，如表二、圖十所示。 由表參數光度計量測得知光亮度值，證實有 光子晶體薄膜結構與無光子晶體結構兩者，在相同 驅動電壓、對應電流、亮度值數據來看，可得知有 明顯的改善，增加發光效率，達到提升元件的效 果，但因有機發光二極體元件未封裝而致使元件於 腔體破真空後取出，至量測時，已有氧化的現象。 因此在元件壽命的部份，未封裝暴露於空氣之中大 約 2H 後，元件氧化嚴重導致光亮度較低。另外， 當元件接上正負電壓時，電洞由陽極注入，電子由 陰極注入，因為外加電場所造成的電位差，在通往 兩電極的傳輸過程中，電子電洞產生快速結合，導 致元件出現黑點導致發光效率降低。 條件二PET/ITO / NPB(200Å) / Alq3(350 Å) / LiF(5Å)
/ Al(2000 Å)，面積 1cm2，有封裝，驅動電壓 10V、 對應電流 0.009012A，由光度計量測發光元件，並 比較條件ㄧ、二元件在 2 小時過後量測 I-V 曲線， 如表三、圖十一、十二所示。 藉由條件一結果進行改善，首先將 ITO 陽極 利用 O2 plasma 進行表面清潔以及增加功率函 數，進而增加了電洞注入能力，以及於 NPB 與陰 極 Al 之間鍍上 0.5nm 的 LiF，形成 LiF：Al 合金 層狀陰極，對於電子傳輸性能比純 Al 電極有很大 的提升，增加電子電洞結合的面積，因此可以得到 更高的轉換效率及更好的 I-V 特性曲線。由條件二 與條件一量測之 I-V 曲線圖及參數表得知，降低元 件驅動電壓，並且大大提升了元件亮度值及發光效 率。 條件三
PET/ITO / NPB(200 Å) / Alq3(350 Å) / LiF(5 Å) / Al(2000 Å)，有封裝，面積 1cm2，在相同鍍膜 條件下，驅動電壓 10V、對應電流 0.009012A，而 且在發光區域上，利用反向壓印法製作出四種不同 結構之薄膜，如表四、圖十三～十七所示，並量測 可見光薄膜穿透度率如圖十八。 由表得知在面積 1cm2之發光區域元件上，並光度 計和可見光光譜儀量測出四種不同薄膜結構之元 件發光 C.I.E 色度座標、亮度值及可見光薄膜穿透 值來證實，如圖十八所示。若是在發光元件表面上 製作薄膜結構時，雖然像素發光的亮度輝度增加 了，但是像素的發光影像隨著薄膜的厚度增加時， 而元件的可見光光穿透率越低，另外發現 ITO 與 有機發光層薄膜之間如果形成不良接觸時，及兩者 間會有缺陷進而也會影響元件發光效率。藉由表四 探討過後得知 OLED 元件的功率效率(ηP)是與元件 的發光效率(ηL)成正比，且與操作電壓成反比，因 此本研究另外成功製作出在低電壓得到高發光效 率的發光元件達到本研究的目的。 4.2 模擬結果 4.2.1 不同分子排列全原子勢能分析 PMMA 使用平行與垂直的兩種不同排列方式； 並特別在 PMMA 主鏈使用不同顏色來區分圖十九 (a,b)，以便觀察。模擬的模型為線寬 5nm 的矽模 具、深寬比為 1、溫度設定為 300K、速度為 400m/s， 來模擬奈米壓印，並分別觀察不同排列方式下對於 壓印的成形性與所需之負荷，詳細參數請見表五。 從圖二十中觀察，PMMA 水平排列在開始壓印時， 模仁向下做動產生下壓的正向力，由於模具受力下 壓產生類似 U 型的圖形，鏈與鏈之間相互堆疊，並 在模具下壓的圖形中間更為明顯(此現象明顯集中 於模仁所壓之正下方)，直至下死點之位置；當拔 模過程中，模仁向上移動，鏈與鏈之間受下壓的力 逐漸減少，故產生了不規則的回彈，模仁兩側的高 分子在拔模時因拉扯而被拉高，在拔模結束時轉印 之結果不佳。 以垂直排列方式，從圖二十一中觀察得知， 此排列與模仁下壓方向互相平行，在模仁下壓處的 中間，高分子呈現往下的折疊，類似彈性體受力被 壓縮，而材料兩側的高分子則不受影響，與開始下 壓的模型結構幾乎相似，在拔模時發現被壓印中間 的高分子產生些微垂直往上的回彈現象，而兩側的 高分子被拉扯而升高的現象並不明顯，當拔模結 束，轉印結果相對於水平排列來的好。 在成形的負荷圖二十二中，水平排列的負荷 遠大於垂直排列；由於水平排列的高分子與模仁的 方向互相垂直，模仁下壓時分子鏈之間產生互相堆 疊，隨著下壓越深堆疊越明顯，同時負荷也急遽上 升至壓印最深處後負荷急劇下降，分子鏈互相堆 疊，要達到改變分子鏈的形狀，所以下壓的負荷也 會較大；在垂直排列的成形負荷遠小於水平排列， 由於高分子受力只有模仁中間下壓部分向下壓 縮，不像水平排列會產生分子鏈的堆疊故成形的負 荷較小。
4.2.2 速度效應分析
本節要比較兩種下壓與拔模速度對於奈米壓印成形性的影響，分別為200m/s下壓、400m/s拔模 和400m/s下壓、200m/s拔模，模仁為5nm*5nm的矽 模具、溫度300K、壓印深度5nm來進行模擬，為了 簡化其敘述，故在此定義200m/s為慢速，400m/s 為快速。從圖二十三發現慢速下壓快速拔模於水平 排列的壓印過程中，可以發現，慢速下壓，使高分 子材料可以順利的充模，在快速拔模時兩側高分子 有些微被拉起的情形；另外比較圖二十四快速下壓 慢速拔模水平排列，快速下壓，造成兩側高分子充 模狀況不佳，導致兩側的轉印圖形並不完整，而模 仁正下方之高分子因快速下壓所以反彈也較明 顯，拔模時因速度較慢材料兩側的高分子被拉起的 狀況相對於快速拔模來的少；成形負荷上快速下壓 所需的力量比慢速下壓的力量來的大。 由圖二十五與圖二十六慢速下壓快速拔模與 快速下壓慢速拔模垂直排列的壓印過程中，慢速下 壓轉印的情形相對於快速下壓好，但是在拔模部份 由於垂直排列在慢速拔模時兩側的分子鏈有少許 的分子有被拉起的情形，快速拔模時因兩側的高分 子反應時間較少，故被拉起的情形也不明顯；由圖 二十二垂直排列與平行排列的高分子在速度慢速 下壓所需的成形負荷相對於快速下壓的負荷來的 小。 4.2.3 溫度效應
本
節探討在不同系統溫度下對於成型性的比 較，其壓印模仁為 5nm*5nm、下壓 5nm、壓印速 度為 400m/s、高分子材料分別為水平與垂直排列 改變模擬溫度分別為 300K、450K 進行模擬，觀察 不同溫度下壓印的成形情況，為了簡化其敘述，故 在此定義 300K 為低溫，450K 為高溫。 由圖二十與圖二十七水平排列高溫與低溫之 壓印比較，在高溫時高分子間的動能較大，具有較 佳的流動性兩側的充模較好，但在拔模時，因為分 子之間動能較大，所以兩側的分子有被拉扯的情 形，成形的負荷高溫相對於低溫來的小，成形性中 高溫比低溫好。 水平排列高溫與低溫之壓印比較，在低溫時 兩側高分子在最頂端的部分充模性並沒有高溫來 的佳，拔模後兩側的成形性也是高溫來的佳，成形 負荷上高溫也相對低溫小，故在相同高低溫比較之 下，垂直排列比平行排列的成形性為佳。 由圖二十一與圖二十八中發現模仁所下壓之 高分子在高溫時較容易向下壓縮，不像在低溫時有 向兩旁壓縮的情形，所以壓印的成形性也相對較 好。在負荷探討中圖二十九，比較高溫與低溫壓 印，發現都是高溫壓印的負荷相對來的小。 4.2.4 深寬比效應 本節所討論的是深寬比對於壓印奈米高分子 的成形性，分別選擇線寬 5nm、深寬比 1、2 分別 下壓 5nm 與 10nm、溫度 300K、速度 400m/s、高分 子材料水平與垂直排列，不同參數來模擬。 圖三十為深寬比 2 之水平排列下壓，因為模 仁尺寸加大至 10nm，下壓約至 7nm 時產生斷鏈的 情形，在分子鏈斷裂同時負荷曲線圖三十一也產生 了急遽的抖動，因原本分子鏈間鍵結的情形斷裂， 使得計算的負荷瞬間改變，然後模仁又繼續下壓其 他的分子鏈也恢復堆疊之情形，所以負荷又再繼續 增加。受到拔模行程較長之影響，使得材料兩側的 高分子與 SAM 相互作用，故轉印的成形性較差。 深寬比 2 的垂直排列中，圖三十二模仁正下 方的部份分子鏈(已由往下壓縮至旁邊左側的情形) 因受下壓行程較長分子鏈向下壓縮造成分子向模 仁兩側移動，拔模後中間回彈的現象較明顯，SAM 也因壓印過程產生了中間凹陷的現象，壓印越深的 負荷也越大，成形性也是垂直排列比水平排列來的 好。 在圖十九、三十與圖二十、圖三十二 發現高深寬 比中壓印正下方處的得回彈現象比低深寬比中來 的明顯。五、結論
藉由 PMMA 複製奈米級光子晶體結構，於可 撓曲有機發光二極體元件透射光面結合，形成光子 晶體波導層以增加光提取現象，提升元件參數，因 而得到以下之結論。 (1)本實驗成功製作出面積 1cm2有光子晶體薄膜結 構於有機發光元件上，提升了原本無光子晶體 結構之元件輝度值、發光效率等參數，證明具 光子晶體薄膜結構層，使發光元件光線集中達 到此研究之目的。 (2)明顯改善原本元件所得參數，改善前之有光子 晶體層結構 Voc= 15.44V、Isc= 0.00903A、光亮 度=211cd/m2、η L= 2.336cd/A、ηP= 0.475lm/W； 改善後之有光子晶體層結構 Voc= 10V、Isc= 0.009012A、光亮度= 250cd/m2、ηL= 2.774cd/A、 ηP= 0.871lm/W。(3)面積 1cm
2之有機發光二極體元件，藉由圖
表探討過後來證實 OLED 元件的發光功率
效率(η
P)是與元件的發光效率(η
L)成正比，且
與操作電壓成反比，因此本研究另外成功製
作出在低電壓得到高發光效率的發光元件
達到本研究的目的。
(4)PMMA 高分子排列方式水平與垂直排列在壓印 模擬下，本研究發現垂直排列的成形性都比水平 排列的成形性相對來的好，由於下壓的方向與垂 直排列方向相同，分子鏈互相折疊相對輕微；反 之水平排列方向與下壓方向互相垂直，分子鏈互 相堆疊，所以排列方向也會影響成形性。 (5)在速度效應方面，本研究發現下壓印速度越 快，成形負荷越大，而在較慢壓印速度下，則負 荷明顯變小，拔模速度越慢也會影響兩側高分子 的成形性，在水平排列 200m/s 下壓 400m/s 拔模 的成形性比較好所需成行負荷也較小；垂直排列 圖形轉印都有轉印成功，但在負荷大小方面也是 200m/s 下壓 400m/s 拔模的負荷相對較小。 (6)在溫度效應方面，本研究發現，在較低溫度下， 所需之成形負荷較高，而溫度較高時，分子間的動能較大，高分子充模的效果較佳，水平或垂直 排列轉印出來的圖行成形性都為佳，所需要的成 形負荷越低，故在高溫時，有助於高分子材料的 加工。 (7)在深寬比效應中，本研究發現，在較高深寬比 的模擬下，其模具與材料拉扯現象較為嚴重，水 平排列的高分子產生斷鏈之情形，在負荷的曲線 也產生小幅度的震盪，其成形性較差；而在垂直 排列方式，由於壓印深度較深分子鏈向下壓縮堆 疊較多，拔模後反彈的情況較為明顯，深寬比 1、2 成形性都不錯，深寬比 2 的負荷大於深寬 比 1。 (8)成形性方面對於含有抗沾黏層的矽模具壓印高 分子材料(PMMA)，都可以得到轉印之圖形，只是 水平排列方式比垂直排列方式的成形率相對來 的低；所有水平排列模擬中成形率，最高為深寬 比 1、溫度 300K、速度 200m/s 下壓 400m/s 的成 形最好，而在垂直排列方向中也是深寬比 1 溫度 450K、速度 400m/s 的成形將最好。
六、參考文獻
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13. S.Plimpton and B.Hendrickson,1994,“A new parallel method for molecular dynamics simulation of macromolecular systems,” Journal of Computational Chemistry, Vol. 17, Issue. 3, pp. 326-337.
七、圖表範例
圖 一 P M M A 分 子 構 形 圖 (a) (b) (c) 圖二[7] (a)（Isotactic-PMMA）示意圖 (b) （Syndiotactic-PMMA）示意圖 (c) （Atacti-PMMA）示意圖a OTS 單分子層形成示意圖 b FDTS 單分子層形成示意圖 圖三 單分子層形成示意圖 圖四 本實驗流程圖 圖五 光子晶體模仁結構示意圖 圖六 經FDTS抗沾黏處理後之接觸角情況 圖七 PMMA複製後表面之AFM圖
圖八 有機發光二極體結構示意圖 圖九 有機發光二極體量測系統 圖十 OLED未封裝(左：無光子晶體；右：光子晶體 結構) 圖十一 OLED封裝後(左：無光子晶體；右：光子晶 體結構) 0.000 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018 0 5 10 15 20 Voltage(V) C u rr en t( A ) 有封裝OLED 未封裝OLED 圖十二 條件一、二結果I-V曲線圖 表一 微影製程參數表 微影製程步驟 微影製程參數 旋轉塗佈 轉速與時間 1000 rpm 15 sec 2000 rpm 30 sec 軟烤時間 105 ℃ 90 sec 冷卻時間 2 min 曝光時間 34 sec 顯影時間 3 min 表二 條件一結果 光子晶體結構 光亮度(cd/m2) 發光效率 ηL(cd/A) 發光功率 ηp(lm/W) 無 198.3 2.196 0.446 有 211 2.336 0.475 表三 條件二結果 光子晶體結構 光亮度 (cd/m2) 發光效率 ηL(cd/A) 發光功率 ηp(lm/W) 無 233.3 2.588 0.813 有 250 2.774 0.871 表四 條件三結果 OLED 薄膜結構 光亮度 (cd/m2) 發光效 率 ηL(cd/A) 發光功 率 ηp(lm/W) 可見光 穿透率 ﹪ 無 233.3 2.588 0.813 89.2 光子晶體 圓孔結構 250 2.774 0.871 87.5 光子晶體 圓柱結構 242 2.685 0.843 82.3 光柵結構 184 2.041 0.641 79.1 微透鏡結 構 146 1.620 0.508 78.9 圖十三 無薄膜結構之發光二極體元件 圖十四 光子晶體圓孔薄膜結構之發光二極體元件 鋁陰極蒸鍍區域(綠色) 有機層蒸鍍區域(紅色)
ITO 陽極
圖十五 光子晶體圓柱薄膜結構之發光二極體元件 圖十六 光柵薄膜結構之發光二極體元件 圖十七 微透鏡薄膜結構之發光二極體元件 圖十八 條件三結果可見光薄膜穿透率 表五 PMMA 不同排列方式分析參數表 PMMA 不同排列方式分析 CASE 壓印模具線寬(nm) 5nm 壓印深寬比 1 溫度(K) 300K 速度(m/s) 400 PMMA 排列方式 水平 垂直 總步階 22000step 圖 十 九 a ( 垂 直 排 列 ) 圖 十 九 b ( 水 平 排 列 ) 圖 二 十 水 平 排 列 下 壓 - 拔 模 圖
圖 二 十 一 垂 直 排 列 下 壓 -拔 模 圖 PMMA水平&垂直(負荷-位移)圖 -200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 壓印位移(nm) 負 荷 (n N ) PMMA水平排列 PMMA垂直排列 圖 二 十 二 P M M A 水 平 與 垂 直 排 列 負 荷 - 位 移 圖 圖 二 十 三 速 度 2 0 0 m / s 下 壓 、 4 0 0 m / s 拔 模 、 水 平 排 列 下 壓 - 拔 模 圖 圖 二 十 四 速 度 4 0 0 m / s 下 壓 、 2 0 0 m / s 拔 模 、 水 平 排 列 下 壓 - 拔 模 圖 圖 二 十 五 速 度 2 0 0 m / s 下 壓 、 4 0 0 m / s 拔 模 、 垂 直 排 列 下 壓 - 拔 模 圖 圖 二 十 六 速 度 4 0 0 m / s 下 壓 、 2 0 0 m / s 拔 模 、 垂 直 排 列 下 壓 - 拔 模 圖 圖 二 十 七 溫 度 4 5 0 K 、 水 平 排 列 下 壓 - 拔 模 圖 圖 二 十 八 溫 度 4 5 0 K 、 垂 直 排 列 下 壓 - 拔 模 圖 不同溫度之水平&垂直排列負荷位移圖 -2000 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 位移(nm) 負 荷 (n N ) 300K 水平 450K 水平 300K 垂直 300K 垂直 圖 二 十 九 溫 度 效 應 之 負 荷 位 - 移 圖
圖 三 十 深 寬 比 2、 水 平 排 列 下 壓 - 拔 模 示 意 圖 深寬比效應之負荷-位移圖 -4 0 0 -2 0 00 2 0 0 4 0 0 6 0 0 8 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 4 0 0 1 6 0 0 1 8 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 2 4 0 0 2 6 0 0 2 8 0 0 3 0 0 0 3 2 0 0 3 4 0 0 3 6 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 位移(nm) 負 荷 (n N ) 深寬比1 水平排列 深寬比2 水平排列 深寬比1 垂直排列 深寬比2 垂直排列 圖 三 十 一 深 寬 比 效 應 之 負 荷 - 位 移 圖 圖 三 十 二 深 寬 比 2、 垂 直 排 列 下 壓 - 拔 模 示 意 圖
出席國際學術會議心得報告
計畫編號
NSC 982221E151 015
-計畫名稱
微奈米壓印成形技術在軟性基板可成形性與應用在太陽能光電板暨有機電
激發光顯示器光子晶體整合製作效能提昇之研究(III)
出國人員姓名
服務機關及職稱
許光城
國立高雄應用科技大學 機械工程系 教授
會議時間地點
Nov. 9-13, 2010
Kokura, Japan
會議名稱
MNC 2010
2010 International Microprocesses and Nanotechnology Conference
發表論文題目
Study on Nanoimprint Formability for the (CH2)n Polymer Material with All-atom
Mode by Molecular Dynamics and Parallel Computation
一、
參加會議經過
由於飛機航班關係，本人於 99/11/9 6:30 高雄國際機場出發，搭乘長榮航空(BR 902)
轉桃園國際機場， 8:10 搭長榮航空(BR 2106)飛日本福岡機場，再搭新幹線，於當日中
午到達開會地點：日本 kokura(小倉)。大會註冊會場報到時間為 11/9 下午，會場設在
Rihga Royal Hotel Kokura, Fukuoka。
本 次 會 議 2010 International Microprocesses and Nanotechnology Conference
(MNC2010)為日本物理學會舉辦之中型專門領域國際會議，本次為第 23 屆會議。本次
會議有 474 篇論文投稿，接受 376 篇論文發表，分屬 17 國家，其中日本 210 篇、韓國
81 篇、我國 54 篇、美國 8 篇、以色列 4 篇、中國大陸 3 篇、法國 3 篇；新加坡、馬來
西亞、澳洲各 2 篇；德國、荷蘭、香港、瑞士、比利時、俄羅斯、泰國各 1 篇。我國
有 54 篇論文發表，論文數量排名佔 17 國家之第 3 位，表 1 為本次會議各領域各國發
表之論文，各國發表論文數量統計如圖 1 所示。各領域發表論文數量統計如圖 2 所示。
本人發表二篇論文：Study on Nanoimprint Formability for the (CH
2)n Polymer
Material with All-atom Mode by Molecular Dynamics and Parallel Computation，被大會安
排在 11 月 12 日 Poster Session II, 14:00-16:00 發表。回程則於 99/11/13 12:10 搭乘長榮
航空(BR 2105)由法蘭克福飛桃園，再轉乘高鐵回到高雄。
表 1 MNC2010 會議各領域各國發表之論文
美國 台灣 日本 韓國 德國 中國大陸
PlenarySession
2
2
Symp.A_GreenLithography
2
7
1-1 DUV, EUV Lithography
1
12
3
1
1-2 Electron- and Ion-Beam Lithography
2
4
1-3 Resist Materials and Processing
11
3
2-0 Nanocarbon
5
30
4
2-1 Nanodevices
3
8
17
19
2-2 Nanofabrication
6
20
9
2-3 Nanomaterials
1
16
19
14
2-4 Nano Tool
2
9
1
3 Nanoimprint, Nanoprint and Rising Lithography
6
29
2
1
1
4 Bio MEMS, Lab on a Chip
4
25
12
5 Microsystem Technology and MEMS
4
25
14
1
總計
8
54
210
81
1
3
荷蘭 香港 瑞士 法國 澳洲 馬來西亞 比利時 以色列 俄羅斯 泰國 新加坡
總數
4
1
1
11
1
18
2
8
14
1
1
41
1
1
49
1
1
37
1
1
1
1
54
12
1
40
2
1
44
44
1
1
1
3
2
2
1
4
1
1
2
國家
17
篇數
376
圖 1 MNC2010 各國發表論文數量統計
圖 2 MNC2010 各領域發表論文數量統計
二、
重要與會心得
Molecular Dynamics Study on Atomic Scale Imprint
Kazuhiro Tada 1 , Masaaki Yasuda 2 , Yasuyuki Akita 3 , Yumiko Miyake 3 , Hiroaki Kawata 2 , Mamoru Yoshimoto 3
and Yoshihiko Hirai
2
1
Department of Electrical and Control Systems Engineering, Toyama National College of Technology, 13 Hongo-Machi Toyama-city, Toyama 939-8630, Japan
2
Department of Physics and Electronics, Graduate School of Engineering, Osaka Prefecture University, Sakai, Osaka 599-8531, Japan
3
Department of Innovative & Engineered Materials, Tokyo Institute of Technology, 4259-J2-46 Nagatsuta, Midori, Yokohama 226-8503, Japan
三、本人所發表論文
Study on Nanoimprint Formability for the (CH
2)n Polymer Material with All-atom Mode by
Study on Nanoimprint Formability for the (CH2)n Polymer Material with All-atom
Mode by Molecular Dynamics and Parallel Computation
Quang-Cherng Hsu, Yu-Ter Lin and Dun-Cin Chou
Department of Mechanical Engineering, National Kaohsiung University of Applied Sciences
415 Chien-Kung Road, Kaohsiung, Taiwan.
[email protected]Introduction
Nanoimprint lithography (NIL) needs high precise
instrument to perform the process. By using computer
code, a more detail process simulation can be conducted
to understand the deformation details of photo resists
under varied conditions such as different temperature
state, different stamp width to depth ratio, different
imprint speed and different adhesion state. Among these
computational methods, Molecular Dynamics (MD)
becomes an important one. However, it needs suitable
computer resources, such as computation scheme,
computation speed and random access memory for a
several hundreds nanometer scale of NIL process.
This paper aims at the study of NIL for the (CH
2)
npolymer material. In the nanoimprint process, all-atom
mode and non-all-atom mode were used to calculate the
energy and force of self-assembled monolayer (SAM). In
order to reduce simulation time, parallel computing
technique and atom decomposition method were used. In
this study, several imprint parameters such as temperate,
imprint speed and aspect ratio were changed to realize
the formability at different forming conditions.
Methodology
The materials being simulated by MD can be modeled
according to the common single crystal structures. For
current study, the stamp fabricated from silicon wafer
was modeled according to diamond-like structure [1].
There are five molecules in a chain in SAM for
anti-adhesion; the first one is CH
2which is connected onto
the surface of silicon stamp, while the end free one is
CH
3. The simulation time step is 10
-15
sec. Several long
chains were used to represent (CH
2)
nmolecules
connected with each other. The Lennard–Jones (LJ)
potential energy was used to describe the interaction
energy between the molecules in different polymer
chains, while the Finitely Extensible Nonlinear Elastic
(FENE) potential was used to simulate the interaction
energy between two neighbor molecules in the same
polymer chain. Bond length stretching energy, bond
angle bending energy, dihedral rotations and Coulombic
electrostatic were used to describe the interaction
behaviors between two molecules in the same SAM
chain that is called all-atom mode. However,
non-all-atom mode only includes bond length stretching energy
and bond angle bending energy [2]. A polymer chains of
(CH
2)
nwith FENE potential, arranged along horizontal
axis, was nanoimprinted by a stamp with anti-adhesion
layer (SAM) as shown in Fig. 1, where the width and
depth of stamp are 18 nm and 9 nm, respectively.
Results and discussion
Figure 2 depicts two cases of NIL with different stamp
width such as 5nm and 18nm based on all-atom and
non-all-atom modes MD in homogeneous temperature: 300K
and imprint velocity: 400m/s. For both cases, the needed
imprint forces in all-atom mode are higher than
non-all-atom mode that means dihedral rotations and Coulombic
electrostatic energies are also important in SAM. The
imprint force for 18nm case is about 4.8 times of 5nm
case which represents the nonlinear relationship between
deformation mechanism and model size.
In order to realize the efficiency for parallel
computation, the developed MD code was performed in
two PC cluster machines. The NIL parameters for MD
simulation are stamp width of 18nm, 0K, imprint speed
of 1000m/s and total step number of 37500. The Hyper
Cluster III KMP-G is one of the PC cluster machines
which is composed of two series and 20 sets of CPU:
AMD Athlon 2600 + Intel 64-bit Xeon 2.8GHz. The
other is IBM Cluster 1350 which is composed of 64 sets
of CPU: Intel Woodcrest 3.0 GHz Dual-Core processor.
Figure 3 depicts the computation efficiency for the above
MD simulation in the PC cluster machine. The
computation efficiency is defined that the time to finish
the same MD job using one kind of PC cluster divided
by the time using one CPU of Hyper Cluster III KMP-G.
Then, the computation efficiency of IBM Cluster 1350
64CPU is about 70 times. MD simulations at two
different temperatures which are 300K and 450K were
conducted to understand the temperature effect of NIL in
stamp width of 18nm, depth of 9nm and imprint velocity
of 400m/s as shown in Fig. 4. MD simulations at two
different imprint speeds which are 400m/s and 200m/s
were conducted to understand the velocity effect of NIL
in stamp width of 18nm, depth of 9nm and at 300K as
shown in Fig. 5. Formability analysis for the above cases
is listed in Table 1.
Acknowledgement
This work was partly supported by National Science Council, Taiwan, under grant no. NSC 97-2221-E-151-017-. IBM Cluster 1350 provided by National Center for High performance Computing is acknowledged.
Reference
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Imprint Lithography by Molecular Dynamics Simulation,” The Seventeenth International Conference on Composites or Nano Engineering, Hawaii, July 26-August 1.
Fig. 1 Molecular dynamics model for NIL in stamp
width of 18nm and depth of 9nm.
(a) Stamp width of 5nm and depth of 5nm.
(b) Stamp width of 18nm and depth of 9nm.
Fig. 2 Load-displacement relations for two cases of NIL
at 300K and 400m/s imprint velocity.
平行效益-CPU數曲線圖 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 20 40 60 80 CPU數(顆) 效 益 比
Hyper Cluster III KMP-G IBM Cluster 1350
Fig. 3 Computation efficiency for different CPU number
at two different computer architectures.
Fig. 4 Two cases of nanoimprint lithography.
(c)
Fig. 4 Temperature effect on MD simulation of NIL in
stamp width of 18nm, depth of 9nm and 400m/s imprint
velocity: (a) unloading status at 300K; (b) unloading
status at 450K; (c) load-displacement relation.
(a)400m/s (b)200m/s
(c)
Fig.5 Imprint speed effect on MD simulation of NIL in
stamp width of 18nm, depth of 9nm and at 300K: (a)
unloading status in 400m/s; (b) unloading status in
200m/s; (c) load-displacement relation.
Table 1 Formability analysis.
Width (nm) Temp. (K) Imprint speed (m/s) Aspect ratio Forming ratio in x-axis (%) Forming ratio in z-axis (%) 18 300 400 0.5 94.0 77.8 18 450 400 0.5 91.7 66.7 18 300 400 1.0 72.2 88.3 18 300 200 0.5 98.7 89.9 CPU Number Stamp Travel (nm) L o ad ( n N ) Stamp Travel (nm) L o ad ( n N ) All atom mode in SAM None All atom mode in SAM All atom mode in SAM None All atom mode in SAM Loading Unloading Loading E ff ic ie n cy (a) 300K (b) 450K Unloading Unloading Unloading Loading Loading Stamp Travel (nm) Stamp Travel (nm) L o ad ( n N ) L o ad ( n N )
