Nanomoulding функциональных материалов, Универсальный дополнительный метод репликации Шаблон для Nanoimprinting
Summary
Мы описываем технику nanomoulding, которая позволяет недорогим нано структурирования функциональных материалов, материалов трубы и полный устройств. Nanomoulding могут быть выполнены на любом nanoimprinting установки и может быть применен к широкому спектру материалов и процессов осаждения.
Abstract
Мы описываем технику nanomoulding, которая позволяет недорогим нано структурирования функциональных материалов, материалов трубы и полный устройств. Nanomoulding в сочетании с передачей слой обеспечивает репликацию произвольных структуры поверхности с мастер-структуры на функциональную материала. Nanomoulding могут быть выполнены на любом nanoimprinting установки и может быть применен к широкому спектру материалов и процессов осаждения. В частности, мы покажем, изготовление узорной прозрачных электродов оксида цинка для легкого захвата применения в солнечных элементах.
Introduction
Nanopatterning приобрела огромное значение во многих областях нанотехнологий и прикладных наук. Pattern поколения является первым шагом и может быть достигнуто путем сверху вниз подходов, таких как электронно-лучевой литографии или снизу вверх подходы, основанные на самостоятельной сборки методы, такие как литография наносферы или блок-сополимер литографии 1. Как важно, как картина поколения шаблон репликации. Кроме того фотолитографии, nanoimprinting (рис. 1) появился как перспективную альтернативу, в частности, подходит для высокой пропускной большой площади нано структурирования по низкой цене 2-4. В то время как фотолитографии требует узорной маски, nanoimprinting опирается на структуру мастер сборных. План перехода от мастера обычно проводится в термопластичный или УФ-или термически отверждаемых полимеров. Однако есть много случаев, когда желательно, чтобы передать картину непосредственно на функциональных материалов.
<р = класса "jove_content"> Здесь мы опишем репликации метод, основанный на nanomoulding и слой передачи (рис. 2), который мы недавно ввели в работе. 5 до передачи наноразмерных функциональных моделей на электродах оксида цинка. Наши nanomoulding метод может быть легко реализована, если nanoimprinting установки доступны. Nanomoulding предлагает потенциал, чтобы быть обобщен на многие другие функциональные материалы, материалы, трубы и даже комплектных устройств, при условии, что формовочного материала выбрана так, что она совместима с процессом осаждения материала (ов). В качестве примера мы приведем здесь nanomoulding из прозрачного проводящего оксида цинка (ZnO) электроды на хранение химического осаждения из паровой фазы (CVD), которые находят свое применение для повышения свет захвата в солнечных батареях 5.Protocol
Representative Results
Discussion
Nanomoulding позволяет передавать nanopatterns на произвольных функциональных материалов. Сравнение отдельных этапов обработки на рисунках 1 и 2 показывает тесную взаимосвязь между nanomoulding и nanoimprinting. Основное различие между nanomoulding и nanoimprinting является дополнительным шаг…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы выражают благодарность М. Лебеф за помощь в AFM, W. Lee для анодно текстурированной мастер алюминия и Швейцарского федерального управления энергетики и Швейцарского национального научного фонда для финансирования. Часть этой работы была проведена в рамках FP7 проекта «Fast Track», финансируемого Европейской Комиссией в рамках гранта соглашение не 283501.
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
- Geissler, M., Xia, Y. Patterning: Principles and Some New Developments. Advanced Materials. 16 (15), 1249-1269 (2004).
- Guo, L. J. Nanoimprint Lithography: Methods and Material Requirements. Advanced Materials. 19, 495-513 (2007).
- Ahn, S. H., Guo, L. J. Large-Area Roll-to-Roll and Roll-to-Plate Nanoimprint Lithography: A Step toward High-Throughput. Application of Continuous Nanoimprinting. ACS Nano. 3 (8), 2304-2310 (2009).
- Battaglia, C., Escarré, J., et al. Nanoimprint Lithography for High-Efficiency Thin-Film Silicon Solar Cells. Nano Letters. 11, 661-665 (2011).
- Battaglia, C., Escarré, J., et al. Nanomoulding of Transparent Zinc Oxide Electrodes for Efficient Light Trapping in Solar Cells. Nature Photonics. 5, 535-538 (2012).
- Escarré, J., Söderström, K., et al. High Fidelity Transfer of Nanometric Random Textures by UV Embossing for Thin Film Solar Cells Applications. Solar Energy Materials & Solar Cells. 95, 881-886 (2011).
- Faÿ, S., Feitknecht, L., Schlüchter, R., Kroll, U., Vallat-Sauvain, E., Shah, A. Rough ZnO layers by LP-CVD process and their effect in improving performances of amorphous and microcrystalline silicon solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells. 90, 2960-2967 (2006).
- Zhao, X. -. M., Xia, Y., Whitesides, G. M. Fabrication of Three-Dimensional Micro-Structures: Microtransfer Molding. Advanced Materials. 8, 837-840 (1996).
- Hampton, M. J., Williams, S. S., et al. The Patterning of Sub-500 nm Inorganic Oxide Structures. Advanced Materials. 20, 2667-2673 (2008).
- Bass, J. D., Schaper, C. D., et al. Transfer Molding of Nanoscale Oxides Using Water-Soluble Templates. ACS Nano. 5 (5), 4065-4072 (2011).
- Escarré, J., Nicolay, S., et al. Nanomoulded front ZnO contacts for thin film silicon solar cell applications. , (2012).
- Sontheimer, T., Rudigier-Voigt, E., Bockmeyer, M., Klimm, C., Schubert-Bischoff, P., Becker, C., Rech, B. Large-area fabrication of equidistant free-standing Si crystals on nanoimprinted glass. Phys. Status Solidi. RRL. 5, 376-379 (2011).
