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UTILIZZO DELLA FOTOLITOGRAFIA NELLA REALIZZAZIONE DI NANOSTRUTTURE PER LO STUDIO DELLINTERAZIONE CELLULA- SUBSTRATO Relatore: Laureando: Chiar.mo Prof.

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1 UTILIZZO DELLA FOTOLITOGRAFIA NELLA REALIZZAZIONE DI NANOSTRUTTURE PER LO STUDIO DELLINTERAZIONE CELLULA- SUBSTRATO Relatore: Laureando: Chiar.mo Prof. Orfeo SBAIZERO Matteo MENOLOTTO Correlatore: Ing. Barbara CODAN Università degli Studi di Trieste Facoltà di Ingegneria Laurea triennale in Ingegneria Elettronica - curriculum Biomedica

2 Maggiore risposta elettrochimica nei neuroni cresciuti su nanotubi di carbonio … in che misura la morfologia del nanotubo influisce? Gabriel A. Silva. Shorting neurons with nanotubes. Nature Nanotechnology 4, (2009). Motivazioni

3 Scopo del lavoro Costruzione di un dispositivo per test in: Vetro soda lime Quarzo Tramite: Fotolitografia tradizionale Litografia laser

4 Il dispositivo progettato dovrà simulare la morfologia dei nanotubi Chimica carbonio Fisica conducibilità Dimensioni nano

5 Fasi operative Progettazione del pattern Caratterizzazione parametri litografici Caratterizzazione etching Analisi SEM e AFM

6 Tecniche litografiche utilizzate FOTOLITOGRAFIA TRADIZIONALELITOGRAFIA LASER

7 AVANZAMENTO DELLAZIONE DI ETCHING SUL MATERIALE. IN EVIDENZA LA PUNTA FORMATA DALLA CORROSIONE ISOTROPA DEI TRE PUNTI EQUIDISTANTI. Formazione delle punte

8 … parte della Strumentazione La strumentazione utilizzata per la litografia laser consiste in uno spettroscopio Raman

9 Fase 1: progettazione del pattern Litografia laserFotolitografia

10 Preparazione campione Procedure di pulizia: Lavaggi in acetone caldo Isopropanolo Soluzione piraña Preparazione substrato: Spinning photoresist Fase di bake

11 Fase 2: caratterizzazione parametri litografici Risoluzione massima con: luce verde a = nm NA = 0.85 del 100x Litografia laser Potenza sufficiente a depolimerizzare il photoresist.

12 Potenza per fori con diametro 3 m Pur usando una lunghezza donda non ottimale la litografia è avvenuta con successo! 3.80 W con filtro ND di 0.5% e obiettivo con NA di 0.85 Assorbanza resist S 1813

13 Fotolitografia tradizionale Settaggio eseguito con maschera preesistente Esposizione luminosa 30 s Sviluppo 45 s

14 Fase 3: caratterizzazione etching Soluzione ottimale HF 1:50 Rate 0.22 m/min Eseguita su soda lime tramite profilometro Talysurf CLI 1000

15 Accorgimento tecnico Caratterizzazione resistenza photoresist allazione di etching: S1813 S1818 S1828 Rivestimento di cromo tramite due tecniche: Magnetronsputtering CVD

16 Procedura di etching Iniziale caratterizzazione su vetrino di soda lime, MOTIVAZIONI: Grande Abbondanza e Basso Costo Poca precisione in fase litografica Bassa ripetibilità … MA (Composizione 60-75% SiO 2 )

17 Utilizzo del quarzo Miglior precisione in fase di etching Soluzione scelta BOE (rate da letteratura) SiO 2 + 6HF H 2 SiF 6 + 2H 2 O

18 Fase 4: analisi SEM e AFM Analisi AFM del campione ottenuto con litografia laser

19 Perfezionamento fase di etching e dimensioni Risultati Etching incompleto 3 m

20 Primi test cellulari Deposizione cellule del tipo fibroblasti 3T3 Disposizione lungo le lame tra le punte e sulle punte stesse!

21 Considerazioni finali e applicazioni future Conoscenze acquisite: Caratterizzazione potenze laser Caratterizzazione etching Caratterizzazione tempistiche litografiche !Scenari futuri! Creazione dispositivi test biologici (coating carbonio) Creazioni dispositivi test elettrici (coating oro) …


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