Method Article

Nanomoulding de Materiais Funcionais, um método de replicação Versátil Complementar Padrão para nanoimpressão

DOI:

10.3791/50177

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January 23rd, 2013

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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

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Descrevemos uma técnica que permite que nanomoulding baixo custo nanoescala padronização de materiais funcionais, pilhas de materiais e dispositivos completos. Nanomoulding pode ser realizada em qualquer configuração de nanoimpressão e pode ser aplicado a uma grande variedade de materiais e processos de deposição.

Abstract

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Descrevemos uma técnica que permite que nanomoulding baixo custo nanoescala padronização de materiais funcionais, pilhas de materiais e dispositivos completos. Nanomoulding combinada com a transferência da camada permite a replicação de padrões de superfície a partir de uma estrutura arbitrárias mestre para o material funcional. Nanomoulding pode ser realizada em qualquer configuração de nanoimpressão e pode ser aplicado a uma grande variedade de materiais e processos de deposição. Em particular, demonstrar a fabricação de eletrodos de óxido de zinco estampados transparentes para aplicações leves de aprisionamento em células solares.

Introduction

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Microusinagem ganhou importância enorme em muitas áreas de nanotecnologia e ciências aplicadas. Geração de padrões é o primeiro passo e pode ser realizada por abordagens de cima para baixo, como a litografia por feixe de elétrons ou de baixo para cima abordagens baseadas em auto-montagem de métodos tais como a litografia de nanoesferas ou copolímero em bloco de litografia 1. Tão importante quanto a geração de padrões é a replicação padrão. Além fotolitografia, nanoimpressão (Figura 1) tem emergido como uma alternativa promissora, em particular adequado para a modelação de alto rendimento de grande área a baixo custo em nanoescala 2-4.....

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Protocol

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1. Fabricação de Moldes

Usamos a nossa configuração nanoimpressão casa construída para a fabricação do molde negativo Ref seguinte. 6, mas qualquer configuração de nanoimpressão alternativa irá funcionar bem. Alternativamente um molde funcionalizada polidimetilsiloxano (PDMS) também pode funcionar.

  1. Fabricar ou comprar um mestre adequado transportando o padrão de nanoescala a ser transferido. Em princípio, qualquer mestre adequado para nanoimpressão irá fazer o trabalho. Nós usamos uma camada de ZnO texturado sobre uma folha de vidro (Schott, AF32 eco, 41 milímetros x 41 mm x 0,5 mm), depositado como indicado em 3.1 c....

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Results

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A Figura 3 resume alguns exemplos ilustrativos de estruturas nanomoulded. Uma estrutura mestre ZnO crescidos por CVD no vidro é mostrada em (a). O correspondente nanomoulded ZnO réplica é mostrado em (d). Comparação da altura do local (g) e (j) do ângulo histogramas extraídos de imagens de AFM revela a alta fidelidade do processo de nanomoulding. Resultados análogos são mostrados por uma grade unidimensional fabricados por litografia interferência (b, e, h, k) e alumínio anodicamente texturizado (c, f, .......

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Discussion

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Nanomoulding permite a transferência de nanopatterns sobre arbitrárias materiais funcionais. Comparação das etapas de processamento individuais da Figura 1 e 2 revela a estreita relação entre nanomoulding e nanoimpressão. A principal diferença entre nanomoulding e nanoimpressão é a etapa de deposição de material adicional na Figura 2e. O fluxo do processo restante é idêntico. Nanomoulding pode, portanto, ser realizada em qualquer configuração nanoimpressão disponível. <.......

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Disclosures

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Não há conflitos de interesse declarados.

Acknowledgements

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Os autores agradecem M. Leboeuf para a assistência com o, AFM W. Lee para o mestre de alumínio texturizado e anodicamente o Escritório Federal Suíço de Energia eo Swiss National Science Foundation para financiamento. Uma parte deste trabalho foi realizado no âmbito do projecto FP7 "Fast Track", financiado pela CE ao abrigo da convenção de subvenção não 283,501.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Nome do reagente Companhia Número de Catálogo Comentários (opcional)
Resina nanoimpressão Microresist Ormostamp
(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctyl)-trichlorsilane, agente anti-aderência Sigma Aldrich 448931-10G
Lâminas de vidro Schott AF32 eco 0,5 milímetros
Naftalato polietileno (PEN) folhas Goodfellow ES361090 0,125 milímetro
(C 2 H 5) 2 Zn Akzo Nobel
Ag sputter 4N alvo Heraeus 81062165
B 2 H 6, SiH 4, H 2, B (CH 3) 3, PH 3, CH 4, CO 2 Messer
EQUIPAMENTOS
Nanoimpressão sistema Home-construído
LP-CVD sistema Home-construído
PVD sistema Leybold Univex 450 B
PE-CVD reactor Indeotec Polvo I
SEM JEOL JSM-7500 TFE
AFM Instrumentos Digitais Nanoscope 3100

References

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  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.

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Tags

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

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