Method Article

기능성 재료 Nanomoulding, Nanoimprinting에 다목적 보완 패턴 복제 방법

DOI:

10.3791/50177

⸱

January 23rd, 2013

 ,  ,  ,  ,  , 
1Institute of Microengineering (IMT), Photovoltaics and Thin Film Electronics Laboratory, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 2Department of Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California, Berkeley

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

우리는 기능 재료, 재료 스택 및 전체 장치의 저가 nanoscale 패턴을 허용 nanomoulding 기술을 설명합니다. Nanomoulding는 모든 nanoimprinting 설정에서 수행 할 수 있으며, 자료 및 증착 공정의 다양한 범위에 적용 할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

우리는 기능 재료, 재료 스택 및 전체 장치의 저가 nanoscale 패턴을 허용 nanomoulding 기술을 설명합니다. 레이어 전송과 결합 Nanomoulding는 기능 소재로 마스터 구조에서 임의의 표면 패턴의 복제 수 있습니다. Nanomoulding는 모든 nanoimprinting 설정에서 수행 할 수 있으며, 자료 및 증착 공정의 다양한 범위에 적용 할 수 있습니다. 특히 우리는 태양 전지에 빛을 포집 애플리케이션을 위해 패턴 투명 아연 산화물 전극의 제조를 보여줍니다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nanopatterning는 나노 기술 및 응용 과학의 많은 분야에서 엄청난 중요성을 얻었습니다. 패턴 생성의 첫 단계이며, 이러한 예 nanosphere 리소그래피 또는 블록 공중 합체 리소그래피 1로 자기 조립 방법에 따라 전자 - 빔 리소그래피 또는 상향식 접근 방식과 같은 하향식 (top-down) 접근 방식에 의해 수행 될 수있다. 패턴 생성만큼이나 중요 패턴 복제입니다. 석판 술 외에, nanoimprinting (그림 1)은 저렴한 비용으로 2-4의 높은 처리량 대형 지역 nanoscale 패턴에 적합한 특히 유망 대안으로 떠오르고있다. 석판 술이 패턴 마스크를 필요로하지만, nanoimprinting는 조립식 마스터 구조에 의존하고 있습니다. 마스터에서 패턴 전송은 일반적으로 열가소성 또는 UV 또는 열 경화 ​​폴리머로 수행됩니다. 가 직접 기능 소재에 패턴을 전송하는 것이 바람직입니다 그러나 대부분의 경우가 마련되어 있습니다.

다음은 nanomoulding 우리는 최근 참조에 도입 된 계층 전송 (그림 2)에 따라 복제 방법을 설명합니다. 5 기능 아연 산화물 전극에 nanoscale 패턴을 전송할 수....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. 몰드 제조

우리는. 부정적인 금형 다음 참조의 제조를 위해 6 저희 집 내장 nanoimprinting 설정을 사용하지만, 다른 nanoimprinting 설치 잘 작동합니다. 또는 작용 polydimethylsiloxane (PDMS) 몰드도 작동 할 수 있습니다.

  1. 제조 또는 양도 할 수있는 nanoscale 패턴을 가진 적당한 주인을 구입합니다. 원칙적으로 nanoimprinting에 적합합니다 모든 마스터는 일을 할 것입니다. 우리는 방법을 설명하기 위해 마스터 구조로 3.1에서 설명 입금 유리 시트에 질감 ZnO 층 (SCHOTT, AF32 환경, 41mm X 41mm X 0.5 mm)을 사용합니다.
  2. 등의 2에 설명 된 마스터 구조에 방지 접착 층을 적용합니다.
  3. 2 개 분을위한 초음파 이소프로판올 욕조 뒤에 2 분을위한 초음파 아세톤 욕조에 폴리에틸렌 naphtalate (PEN) 시트 (Goodfellow, 82mm X 41mm X 0.125 mm)를 청소합니다. 이소프로판올으로 한 번 더 씻어 질소로 건조 버립니다.
  4. 보증금은 PEN 시트에 크롬 부착 층 (5-10 nm 정도)를 스퍼터링.
  5. 스핀 코트 5,000 RP....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

그림 3은 nanomoulded 구조의 일부 설명 예제를 요약 한 것입니다. 유리에 CVD에 의해 성장 ZnO 마스터 구조는 ()로 표시됩니다. 해당 nanomoulded ZnO 복제는 (D)로 표시됩니다. 지역 높이 (g)와 AFM 이미지에서 추출한 각도 (J) histograms의 비교는 nanomoulding 과정의 고 충실도을 알 수있다. 유사한 결과는 간섭 리소그래피 (B, E, H, K) 및 anodically 질감 알루미늄 (C, F, I, L)에 의해 제조 한 차원 격자에 표시됩니다.

figure-results-1
그림 1.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nanomoulding은 임의의 기능성 물질에 대한 nanopatterns의 전송이 가능합니다. 그림 1과 2의 개별 처리 단계의 비교는 nanomoulding와 nanoimprinting 사이의 긴밀한 관계를 보여준다. nanomoulding와 nanoimprinting 사이의 큰 차이는 그림 2e의 추가 물질의 증착 단계입니다. 나머지 프로세스 흐름은 동일합니다. Nanomoulding 따라서 가능한 nanoimprinting 설정에 수행 할 수 있습니다.

호환 금형 소재 및 안티 접착 에이전트가 선택되었는지 제공, 재료 증착은 이러한 화학 및 물리 기상 증착 기술, 열 증발의 가족 등 다양한 방법을 사용하여뿐만 아니라, 솔루션 기반의 증착 방식으로 수행 할 수 있습니다. 대응 폭 nanomoulded 할 수 있습니다 자료의 범위입니다. nanoimprinting이 변형 폴리머로 수행하는 동안 nanomouldi.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 anodically 질감 알루미늄 마스터와 스위스 연방 에너지 청 및 자금의 스위스 국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 AFM, W. 리와 도움 M. Leboeuf 감사드립니다. 이 작품의 일부는 FP7 프로젝트 보​​조금 협정 없음 283,501에서 EC의 지원을받는 "패스트 트랙"의 틀에서 실시되었다.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
시약의 이름 회사 카탈로그 번호 코멘트 (선택 사항)
Nanoimprinting 수지 Microresist Ormostamp
(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctyl) trichlorsilane, 항 부착 에이전트 시그마 알드리치 448931-10G
유리 슬라이드 SCHOTT AF32 환경 0.5 mm
폴리에틸렌 naphtalate (PEN) 시트 Goodfellow ES361090 0.125 mm
(C 2 H 5) 2 아연 Akzo 노벨
자세 대상 4N 스퍼터 Heraeus 81062165
B 2 H 6, SiH 4, H 2, B (CH 3) 3, PH 3, CH 4, CO 2 메서
장비
시스템을 Nanoimprinting 홈 구축
LP-CVD 시스템 홈 구축
PVD 시스템 Leybold Univex 450 B
PE-CVD 반응기 Indeotec 문어 I
SEM JEOL JSM-7500 TFE
AFM 디지털 기기 Nanoscope 3100

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Geissler, M., Xia, Y. Patterning: Principles and Some New Developments. Advanced Materials. 16 (15), 1249-1269 (2004).
  2. Guo, L. J. Nanoimprint Lithography: Methods and Material Requirements. Advanced Materials. 19, 495-513 (2007).
  3. Ahn, S. H., Guo, L. J.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

NanomouldingNanoimprintingPattern TransferZinc Oxide DepositionUV Cured ResinChemical Vapor DepositionMaster Mold FabricationAnti Adhesion LayerLayer Transfer TechniqueFunctional Material Replication

Related Articles