Nanomoulding van Functional Materials, een veelzijdige aanvulling patroon replicatie methode om nanoimprinting

Summary

We beschrijven een nanomoulding techniek die goedkope nanoschaal patronen van functionele materialen, materialen stapels en volledige apparaten mogelijk maakt. Nanomoulding kan worden uitgevoerd op elke nanoimprinting installatie en kan worden toegepast op een groot aantal materialen en depositieprocessen.

Abstract

We beschrijven een nanomoulding techniek die goedkope nanoschaal patronen van functionele materialen, materialen stapels en volledige apparaten mogelijk maakt. Nanomoulding gecombineerd met laag-overdracht maakt de replicatie van willekeurig oppervlak patronen van een master-structuur op het functionele materiaal. Nanomoulding kan worden uitgevoerd op elke nanoimprinting installatie en kan worden toegepast op een groot aantal materialen en depositieprocessen. In het bijzonder tonen we aan de fabricage van patronen transparante zinkoxide elektroden voor licht vangen toepassingen in zonnecellen.

Introduction

Nanopatronen is immens belang op vele terreinen van nanotechnologie en toegepaste wetenschappen. Patroon generatie is de eerste stap en kan worden bereikt door top-down benaderingen, zoals elektron-beam lithografie of bottom-up aanpak gebaseerd op zelf-assemblage methoden zoals NanoSphere lithografie of blokcopolymeer lithografie ^1. Net zo belangrijk als patroon generatie is patroon replicatie. Daarnaast fotolithografie is nanoimprinting (figuur 1) ontstaan ​​als een veelbelovend alternatief in het bijzonder geschikt voor high-throughput grote oppervlakte nanoschaal patronen tegen lage kosten ^2-4. Terwijl fotolithografie vereist....

Protocol

1. Mould Fabrication

We gebruiken onze zelfgebouwde nanoimprinting setup voor de fabricage van de negatieve mal volgende Ref. ^6, maar een alternatief nanoimprinting setup zal prima werken. Alternatief kan een gefunctionaliseerde polydimethylsiloxaan (PDMS) vorm kan ook werken.

1. Fabriceren of kopen van een geschikte meester die de nanoschaal patroon over te dragen. In principe zal elke meester die geschikt zijn voor nanoimprinting het werk doen. We gebruiken een geweven ZnO-laag op een glasplaat (Schott, AF32 eco, 41 mm x 41 mm x 0,5 mm) afgezet zoals beschreven in 3.1 als masterstructuur de werkwijze illustreren.

Results

Figuur 3 vat enkele illustratieve voorbeelden van nanomoulded structuren. Een ZnO masterstructuur gegroeid op glazen CVD getoond in (a). De overeenkomstige nanomoulded ZnO replica is weergegeven in (d). Vergelijking van de lokale hoogte (g) en hoek (j) histogrammen uit AFM beelden tonen de hoge betrouwbaarheid van de nanomoulding proces. Analoge resultaten worden weergegeven voor een eendimensionaal raster vervaardigd door interferentie lithografie (b, e, h, k) en anodisch geweven aluminium (c, f,.......

Discussion

Nanomoulding maakt de overdracht van nanopatronen op willekeurige functionele materialen. Vergelijking van de afzonderlijke verwerkingsstappen in figuur 1 en 2 de nauwe relatie tussen nanomoulding en nanoimprinting. Het grote verschil tussen nanomoulding en nanoimprinting is het aanvullende materiaal depositiestap in figuur 2e. De resterende processtroom identiek. Nanomoulding kan derhalve worden uitgevoerd op elke beschikbare nanoimprinting setup.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Naam van de Reagens	Vennootschap	Catalogus nummer	Opmerkingen (optioneel)
Nanoimprinting hars	Microresist	Ormostamp
(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctyl)-trichloorsilaan, anti-adhesie agens	Sigma Aldrich	448931-10G
Glasplaten	Schott	AF32 eco	0,5 mm
Polyethyleen naphtalate (PEN) lakens	Goodfellow	ES361090	0,125 mm
(C 2 H 5) 2 Zn	Akzo Nobel
Ag sputter doel 4N	Heraeus	81062165
B 2 H 6, SiH4, H 2, B (CH3) 3, PH 3, CH4, CO 2	Morspot
			APPARATUUR
Nanoimprinting systeem	Home-gebouwd
LP-CVD-systeem	Home-gebouwd
PVD-systeem	Leybold	Univex 450 B
PE-CVD reactor	Indeotec	Octopus I
SEM	JEOL	JSM-7500 TFE
AFM	Digitale instrumenten	NanoScope 3100