摘 要目前电子设备持续向智能化、小型化方向发展，提高自组装功能图案分辨率和性能成为目前研究热点。使用光刻技术实现高精度自组装图案化在大面积有机发光二级管、柔性传感器、有机薄膜晶体管以及增材制造电子如3D打印技术等领域收到广泛关注。支化聚乙烯亚胺/聚丙烯酸（BPEI/PAA）多层自组装膜作为一种具有环境响应特性的结构，利用光刻技术实现在BPEI/PAA组装材料的特定区域获得超精细化、高端化图案，推进在信息安全、生物传感器以及药物传递释放等方面发展。但是，由于自组装材料的酸响应，传统的化学增幅型光刻胶并不适用，目前适用于自组装基底的光刻胶的研发及应用面临挑战。本论文制备一种疏水性的非化学增幅型含氟丙烯酸酯类光刻胶，将光刻技术和动态响应性材料相结合；光刻胶旋涂于具有环境响应的BPEI/PAA自组装膜材料上，利用光刻技术构建了具有高分辨率的光刻图案，并获得动态可逆响应特性图案化表面微结构，提出了一类简单有效图案化普适性方法。具体研究内容及结果如下：一、本文利用高氟化单体和光敏感单体发生自由基聚合反应，制备得到一种非化学增幅型光刻胶聚合物。通过傅里叶红外光谱和核磁共振氢谱对聚合物结构进行表征，推断出含氟丙烯酸酯光刻胶聚合物化学结构。利用差示扫描量热法和热重分析表征测试了材料的热性能，证明聚合物具有较好的热稳定性。含氟丙烯酸酯光刻胶的高透光性以及疏水性能，可以应用于365 nm、248 nm、浸没式193 nm以及电子束光刻。测试不同曝光波长下光刻效果，在254 nm光刻最佳灵敏度242 mJ/cm2下获得图案分辨率为0.8 μm，电子束光刻图案分辨率低至60 nm。含氟聚丙烯酸酯光刻胶进行紫外辐照机理研究表明，经过自由基重排反应，聚合物的亚硝基苯甲醛基团发生脱落；新聚合物在氢氟醚显影剂中的溶解度变差，基底表面构成负色调光刻图案。电子束光刻过程中，低曝光剂量下聚合物发生部分裂解，形成与紫外辐照时相同的显影效果；随着剂量的增加，聚合物的裂解更加充分，裂解的小分子聚合物在显影剂溶解度更大，出现了正色调光刻图案。二、组装具有环境响应的BPEI/PAA多层膜，采用红外光谱监测组装膜增长过程中的结构变化，利用电子显微镜表征截面结构。研究膜表面微结构形成及影响，分别对pH值、pH处理时间、环境的湿度和膜厚条件进行优化；浸泡于pH=2.6 的盐酸溶液中8 min，可以得到粗糙度最高的表面结构；8双层自组装膜经过100% RH处理可以很好的隐藏图案。含氟的丙烯酸酯类光刻胶旋基于(BPEI/PAA)8自组装膜上电子束光刻最佳灵敏度40 μc/cm2，最小分辨率达50 nm。通过(BPEI/PAA)8自组装层上图案的光刻/擦写可逆过程实现信息存储，实现了四次的图案可逆隐藏，以及三次的动态擦写循环过程。利用在pH环境下 (BPEI/PAA)8自组装膜的特殊结构变化，图案化的自组装膜经过酸液处理后，曝光与未曝光区域形成致密结构与多孔结构的差异化，两者间的厚度相差3.5倍；经过饱和湿气处理，膜结构全区域恢复致密平整。本论文合成了一种非化学增幅、光刻显影条件友好且适用于(BPEI/PAA)8膜基底的含氟丙烯酸酯类光刻胶，实现了(BPEI/PAA)8自组装膜的精细化应用。光刻图案在(BPEI/PAA)8自修复性的柔性基底上能够实现擦写与隐藏效果，可以应用于信息加密存储，具有循环使用及可持续发展应用特点。同时，pH环境响应的膜结构变化，使得其也适用于药物医疗领域应用。 关键词：含氟聚丙烯酸酯，光刻胶，支化聚乙烯亚胺/聚丙烯酸（BPEI/PAA），层层自组装，可擦写性