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Università degli Studi di Trieste Facoltà di Ingegneria Laurea triennale in Ingegneria Elettronica - curriculum Biomedica. UTILIZZO DELLA FOTOLITOGRAFIA NELLA REALIZZAZIONE DI NANOSTRUTTURE PER LO STUDIO DELL’INTERAZIONE CELLULA-SUBSTRATO. Relatore: Laureando:

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

  2. Motivazioni Maggiore risposta elettrochimica nei neuroni cresciuti su nanotubi di carbonio • Gabriel A. Silva. “Shorting neurons with nanotubes”. Nature Nanotechnology 4, 82-83 (2009). … in che misura la morfologia del nanotubo influisce?

  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 LITOGRAFIA LASER FOTOLITOGRAFIA TRADIZIONALE

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

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

  9. Fase 1: progettazione del pattern Litografia laser Fotolitografia

  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 Litografia laser • Risoluzione massima con: • luce verde a l = 514.5 nm • NA = 0.85 del 100x Potenza sufficiente a depolimerizzare il photoresist.

  12. Pur usando una lunghezza d’onda non ottimale la litografia è avvenuta con successo! Assorbanza resist S 1813 Potenza per fori con diametro 3 mm 3.80 mWcon filtro ND di 0.5% e obiettivo con NA di 0.85

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

  14. Fase 3: caratterizzazione etching Eseguita su soda lime tramite profilometroTalysurf CLI 1000 Soluzione ottimale HF 1:50 Rate 0.22 mm/min

  15. Accorgimento tecnico • Caratterizzazione resistenza photoresist all’azione 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 … MA Poca precisione in fase litografica Bassa ripetibilità (Composizione → 60-75% SiO2 )

  17. Utilizzo del quarzo Miglior precisione in fase di etching Soluzione scelta → BOE (rate da letteratura) SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

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

  19. Risultati Perfezionamento fase di etching e dimensioni 3 mm Etching incompleto 3 mm

  20. Primi test cellulari Deposizionecellule 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) • … www.studiostarita.it

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