Nanomoulding功能材料，灵活的互补模式的复制方法，以奈米

Summary

我们描述了nanomoulding的技术，它允许低成本的纳米级图案的功能材料，材料栈和完整的设备。 nanomoulding上可以执行任何纳米压印设置，并可以适用于范围广泛的材料和沉积过程。

Abstract

我们描述了nanomoulding的技术，它允许低成本的纳米级图案的功能材料，材料栈和完整的设备。 Nanomoulding层转移相结合，使任意曲面的复制模式，从主结构上的功能性材料。 nanomoulding上可以执行任何纳米压印设置，并可以适用于范围广泛的材料和沉积过程。特别是，我们表明的图案化的透明氧化锌电极的制造的光捕集在太阳能电池中的应用。

Introduction

Nanopatterning在纳米技术和应用科学的许多领域获得了巨大的重要性。模式的产生是第一步，可以通过自顶向下的方法，如基于自组装纳米球光刻技术或嵌段共聚物光刻^1的方法，如电子束光刻或自底向上的方法。同样重要的模式生成模式的复制。除了 ​​光刻技术，纳米压印（ 图1）已经成为一个有前途的替代，特别适合大面积高通量的纳米级图案以较低的成本^2-4。光刻需要有图案的面具，的奈米压印依赖于一个预制的主结构。通常执行从主图案转印到热塑性或紫外线或热固化性聚合物。然而，有许多情况下，它是优选直接的功能性材料上的图案转移。

在这里，我们描述了一种复制方法的基础上nanomoulding和传输层（ 图2），我们最近推出的楼盘。转移功能氧化锌电极上的纳米级图案。我们的方法可以很容易地实现nanomoulding，如果纳米压印设置是可用的。 nanomoulding提供了潜在的被推广到许多其他的功能性材料，材料堆和甚至完整的设备，提供模具材料是这样选择的，它是兼容的材料沉积过程（es）。作为一个例子我们在座的nanomoulding的透明导电氧化锌（ZnO）电极沉积化学气相沉积（CVD），找到自己的应用程序，以提高太阳能电池陷光在^5。

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Protocol

1。模具制造

我们用我们自制的纳米印刷设置，用于制造模具的负面以下参考^。6，但奈米压印任何其他设置将正常工作。另外一种官能化的聚二甲基硅氧烷（PDMS）模具也可能会工作。

1. 制造或购买一个合适的主承载的纳米级图案被转移。原则上，任何掌握合适的纳米压印将做的工作。我们使用有纹理的ZnO层的玻璃板上（肖特，AF32生态41毫米×41毫米×0.5毫米），沉积为3.1中描述的作为一个主结构，说明了该方法。
2. 应用2中所述的主结构上的防粘附层。
3. 清洁的聚萘二甲酸（PEN）的片材（古德费洛82毫米×41毫米×0.125毫米），在超声波丙酮浴中2分钟，然后通过超声波异丙醇浴2更多分钟。再次用异丙醇冲洗，并用氮气吹干。
4. 存款一溅镀铬的粘附层（5-10 nm）的的PEN表上。
5. 旋涂紫外线固化型树脂（Microresist，ORMOCER 1-2毫升）在5,000 rpm的PEN片，以得到均匀的覆盖。
6. 执行预烘5分钟，用热板在80℃下使溶剂蒸发，提高膜的均匀性和密合性的PEN片材。
7. 使用您的的奈米压印设置，邮票主图案的UV固化树脂。尽管不是强制性的，我们进行冲压下真空，以防止气泡的夹杂物，通过施加到一个灵活的硅膜的均匀的压力为1巴（bar）。在我们的设置中，硅酮膜分隔成两个子隔室的真空室。的压力所产生的排气的上部隔室，而下部隔室保持在真空下。放空启动冲....

Results

图3总结了一些nanomoulded结构的说明性实例。甲玻璃上通过CVD法生长的氧化锌主结构（a）中所示。 nanomoulded的ZnO副本的相应的（d）所示。比较高保真的nanomoulding过程中的局部高度（g）及的角度（J）直方图从AFM图像中提取透露。类似的结果显示为一个一维光栅干涉光刻（B，E，H，K）和阳极质感的铝（C，F，I，L）制成。

图1。标准纳米压印负邮票制作（广告）和纳米压印过程（诶）组成的方法。

77fig.......

Discussion

Nanomoulding允许传输​​任意功能材料的奈米结构。在图1和图2中的各个处理步骤的比较揭示之间的密切关系nanomoulding和纳米压印。 nanomoulding和纳米压印之间的主要差别是额外的材料沉积在图2e中的步骤。其它的处理流程是一样的。因此，可以在任何可用的纳米压印设置执行nanomoulding。

但选择兼容的模具的材料和防粘连剂，可以进行材料沉积使用各种方法，如化学和物理气相沉积技术，热蒸发家庭，而且还基于解决方案的沉积方法。相应地是宽的范围内的材料，可以nanomoulded。虽然纳米压印到可变形的聚合物进行，nanomoulding也可以是施加到硬盘诸如ZnO辔材料。此外，而常见的纳米压印树脂绝缘，导电材料可以被图案化。

对于达到升高的温度下的沉积技术，用作模支承的PEN片可以被替换由一个高性能的聚酰亚胺片材（如杜邦公司的Kapton PV9202支持的温度高达500℃）。高温纳米压印树脂也已开发.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
的试剂的名称	公司	目录编号	评论（可选）
奈米树脂	Microresist	Ormostamp
（1H，1H，2H，2H-Perfluoroctyl）-trichlorsilane的，防粘连剂	Sigma Aldrich公司	448931-10G
载玻片	肖特	AF32生态	0.5毫米
聚萘（PEN）表	古德费洛	ES361090	0.125毫米
（C 2 H 5）2 Zn的	阿克苏诺贝尔
银溅射靶4N	贺利氏	81062165
B 2 H 6，的SiH 4，H 2，B（CH 3）3，PH 3，CH 4，CO 2的	梅塞尔
			设备
奈米系统	首页 - 建
LP-CVD系统	首页 - 建
PVD系统	莱宝	非光滑450 B
PE-CVD反应器	Indeotec	八达通我
SEM	JEOL	JSM-7500 TFE
AFM	数显仪表	奈米级3100