Summary

機能材料のNanomoulding、ナノインプリントへ多目的相補パターンレプリケーション方法

Published: January 23, 2013
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Summary

我々は、機能材料、材料スタックとフルデバイスの低コストのナノスケールのパターニングを可能nanomoulding手法を説明します。 Nanomouldingはどのナノインプリントセットアップで実行することができ、材料や成膜プロセスの広い範囲に適用することができます。

Abstract

我々は、機能材料、材料スタックとフルデバイスの低コストのナノスケールのパターニングを可能nanomoulding手法を説明します。層転写と組み合わせるNanomoulding機能性材料へのマスタ構造から任意の表面パターンのレプリケーションが可能になります。 Nanomouldingはどのナノインプリントセットアップで実行することができ、材料や成膜プロセスの広い範囲に適用することができます。特に、我々は、太陽電池の光閉じ込めのアプリケーションにパターニングされた透明な酸化亜鉛電極の作製を実証する。

Introduction

ナノパターニングは、ナノテクノロジーと応用科学の多くの分野で多大な重要性を獲得しています。パターン生成は最初の一歩であり、そのような電子ビームリソグラフィまたはナノスフェアリソグラフィまたはブロック共重合体リソグラフィ1などの自己組織化法に基づいたボトムアップアプローチとしてトップダウンアプローチによって達成することができる。パターン生成と同様に重要なのは、パターン複製です。フォトリソグラフィ技術に加えて、ナノインプリント( 図1)は、低コストの2月4日での高スループットの大面積ナノパターニングに適し特に有望な代替として浮上している。フォトリソグラフィがパターン化されたマスクが必要ですが、ナノインプリントはプレハブマスタ構造に依存しています。マスターからのパターン転写は、一般的に熱可塑性樹脂または紫外線または熱硬化性ポリマーに実行されます。しかしそれは、機能性材料の上に直接パターンを転写することが望ましい場合が多くあります。

<Pクラス= "jove_content">ここでnanomoulding、我々は最近、文献で ​​導入された層の転送( 図2)に基づいてレプリケーションを行う手法について述べる。5機能酸化亜鉛電極上にナノスケールのパターンを転写する。ナノインプリントの設定が利用可能であれば私たちのnanomoulding方法は簡単に実装できます。 Nanomouldingは、金型材料は、材料の蒸着プロセス(ES)と互換性があるように選択されていれば、他の多くの機能材料、材料スタックとさえ完全なデバイスに一般化することができる可能性を提供しています。ここでお見せする例として、透明導電性酸化亜鉛(ZnO)の電極nanomouldingは、太陽電池5の光閉じ込めを強化するために、アプリケーションを見つける化学蒸着(CVD)により堆積。

Protocol

1。金型製作我々は、6。文献続く負の金型の製造のための私達の自作ナノインプリントセットアップを使用しますが、任意の代替ナノインプリントのセットアップが正常に動作します。あるいは官能ポリジメチルシロキサン(PDMS)モールドもうまくいくかもしれない。 転送されるナノスケールのパターンを有する適切なマスターを製造または購入してい?…

Representative Results

図3は nanomoulded構造のいくつかの実例をまとめたものです。ガラス上にCVD法によるZnOのマスタ構造は、()で表示されます。対応nanomoulded ZnOのレプリカは、(d)に示されています。 AFM像から抽出された地元の高さの比較(g)と角度(j)のヒストグラムはnanomouldingプロセスの高忠実度を明らかにする。同様の結果が干渉リソグラフィ(B、E、H、K)と陽極テクスチャアルミニ?…

Discussion

Nanomouldingは、任意の機能材料にナノパターンの転送を行うことができます。 図1および図2に、個々の処理工程の比較がnanomouldingとナノインプリントの間の密接な関係を明らかにする。 nanomouldingとナノインプリントの主な違いは、 図2Eに追加の材料堆積ステップです。残りのプロセスの流れは同じです。 Nanomouldingしたがって、利用可能な任意のナノイン?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

著者らは、陽極テクスチャアルミマスターとスイス連邦エネルギー局と資金調達のためのスイス国立科学財団(NSF)のAFM、W.リーの支援についてはM.ルブーフに感謝します。本研究の一部はグラント契約なし283501下のEC FP7の資金によるプロジェクト "ファストトラック"の枠組みの中で行われた。

Materials

Name of the Reagent Company Catalogue Number Comments (optional)
Nanoimprinting resin Microresist Ormostamp  
(1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctyl)-trichlorsilane, anti-adhesion agent Sigma Aldrich 448931-10G  
Glass slides Schott AF32 eco 0.5 mm
Polyethylene naphtalate (PEN) sheets Goodfellow ES361090 0.125 mm
(C2H5)2Zn Akzo Nobel    
Ag sputter target 4N Heraeus 81062165  
B2H6, SiH4, H2, B(CH3)3, PH3, CH4, CO2 Messer    
      EQUIPMENT
Nanoimprinting system Home-built    
LP-CVD system Home-built    
PVD system Leybold Univex 450 B  
PE-CVD reactor Indeotec Octopus I  
SEM JEOL JSM-7500 TFE  
AFM Digital Instruments Nanoscope 3100  

References

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Cite This Article
Battaglia, C., Söderström, K., Escarré, J., Haug, F., Despeisse, M., Ballif, C. Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting. J. Vis. Exp. (71), e50177, doi:10.3791/50177 (2013).

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