Nanoformowanie materiałów funkcjonalnych, wszechstronna metoda komplementarnej replikacji wzoru do nanoimprintingu

Summary

Opisujemy technikę nanoformowania, która pozwala na tanie wzorowanie na nanoskali funkcjonalnych materiałów, stosów materiałów i całych urządzeń. Nanoformowanie może być wykonywane na dowolnym zestawie nanoimprintingu i może być stosowane do szerokiej gamy materiałów i procesów osadzania.

Abstract

Opisujemy technikę nanoformowania, która pozwala na tanie wzorowanie na nanoskali funkcjonalnych materiałów, stosów materiałów i całych urządzeń. Nanoformowanie w połączeniu z przenoszeniem warstw umożliwia replikację dowolnych wzorów powierzchni ze struktury głównej na materiał funkcjonalny. Nanoformowanie może być wykonywane na dowolnym zestawie nanoimprintingu i może być stosowane do szerokiej gamy materiałów i procesów osadzania. W szczególności demonstrujemy wytwarzanie wzorzystych przezroczystych elektrod z tlenku do zastosowań związanych z zatrzymywaniem światła w ogniwach słonecznych.

Introduction

Nanopatterning zyskał ogromne znaczenie w wielu dziedzinach nanotechnologii i nauk stosowanych. Generowanie wzorców jest pierwszym krokiem i może być realizowane za pomocą podejść odgórnych, takich jak litografia wiązką elektronów lub podejść oddolnych opartych na metodach samoorganizacji, takich jak litografia nanosferyczna lub litografia z kopolimerów blokowych ¹. Równie ważna jak generowanie wzorców jest replikacja wzorców. Oprócz fotolitografii, nanoimprinting (ryc. 1) okazał się obiecującą alternatywą, w szczególności nadającą się do wysokoprzepustowego modelowania nanoskali na dużych obszarach przy niskich kosztach ^2-4. Pod....

Protocol

1. Produkcja form

Używamy naszego domowego zestawu do nanoimprintingu do produkcji formy negatywowej zgodnie z Ref. ⁶, ale każdy alternatywny zestaw nanoimprintingu będzie działał poprawnie. Alternatywnie może również działać funkcjonalizowana forma z polidimetylosiloksanu (PDMS).

1. Wyprodukuj lub kup odpowiedni wzorzec z nanoskalowym wzorcem, który ma zostać przeniesiony. W zasadzie każdy mistrz odpowiedni do nanoimprintingu wykona to zadanie. Używamy teksturowanej warstwy ZnO na tafli szkła (Schott, AF32 eco, 41 mm x 41 mm x 0,5 mm) osadzonej zgodnie z opisem w ppkt 3.1 jako struktury wzorcowej w celu zilustrowania me....

Results

Rysunek 3 podsumowuje kilka ilustrujących przykładów struktur formowanych w nanoformie. Struktura wzorcowa ZnO wyhodowana metodą CVD na szkle jest pokazana w (a). Odpowiadająca jej nanoformowana replika ZnO jest pokazana w lit. d). Porównanie lokalnych histogramów wysokości (g) i kąta (j) wyodrębnionych z obrazów AFM ujawnia wysoką wierność procesu nanoformowania. Analogiczne wyniki przedstawiono dla jednowymiarowej siatki wykonanej metodą litografii interferencyjnej (b,e,h,k) i anodowo teksturowanego al.......

Discussion

Nanoformowanie umożliwia przenoszenie nanowzorów na dowolne materiały funkcjonalne. Porównanie poszczególnych etapów przetwarzania na rysunkach 1 i 2 ujawnia ścisły związek między nanoformowaniem a nanoimprintingiem. Główną różnicą między nanoformowaniem a nanoimprintingiem jest dodatkowy etap osadzania materiału na rysunku 2e. Pozostały przebieg procesu jest identyczny. Nanoformowanie można zatem przeprowadzić na dowolnej dostępnej konfiguracji nanoimprintingu.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Żywica nanoimprintingowa	Microresist	Ormostamp
(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroktylo)-trichlorosilan, środek antyadhezyjny	Sigma Aldrich	448931-10G
Szkiełka szklane	Schott	AF32 eco	0,5 mm
Arkusze polietylenowo-faltalanowe (PEN)	Goodfellow	ES361090	0,125 mm
(C2H5)2Zn	Akzo Nobel
Ag spill target 4N	Heraeus	81062165
B2H6, SiH4, H2, B(CH3)3, PH3, CH4, CO2	Messer
EQUIPMENT
Nanoimprinting system
system LP-CVD	Domowy
system PVD	Leybold	Reaktor Univex 450 B
PE-CVD	Indeotec	Octopus I
SEM	JEOL	JSM-7500 TFE
AFM	Instrumenty cyfrowe	Nanoscope 3100