Nanomoulding של חומרים תפקודיים, שיטה תכליתית משלימת תבנית שכפולה לnanoimprinting
Summary
אנו מתארים טכניקה המאפשרת nanomoulding דפוסי ננו עלות הנמוכה של חומרים תפקודיים, ערמות חומרים והתקנים מלאים. Nanomoulding ניתן לבצע בכל התקנת nanoimprinting וניתן ליישום למגוון רחב של חומרים ותהליכים בתצהיר.
Abstract
אנו מתארים טכניקה המאפשרת nanomoulding דפוסי ננו עלות הנמוכה של חומרים תפקודיים, ערמות חומרים והתקנים מלאים. Nanomoulding שילוב עם העברת שכבה מאפשר את שכפול דפוסי משטח שרירותיים ממבנה ראשי על החומרים תפקודיים. Nanomoulding ניתן לבצע בכל התקנת nanoimprinting וניתן ליישום למגוון רחב של חומרים ותהליכים בתצהיר. בפרט אנו להדגים את הייצור של תחמוצת אבץ אלקטרודות שקופות עבור יישומי דוגמת השמנת אור בתאים סולאריים.
Introduction
Nanopatterning צבר חשיבות עצומה בתחומים רבים של ננוטכנולוגיה ומדעים שימושיים. דור דפוס הוא הצעד הראשון ויכול להתבצע על ידי גישות מלמעלה למטה כגון ליתוגרפיה אלומת אלקטרונים או גישות מלמטה למעלה מבוססת על שיטות הרכבה עצמית כגון ליתוגרפיה nanosphere או קופולימר 1 יתוגרפיה בלוק. חשוב כמו דור דפוס הוא שכפול דפוס. חוץ photolithography, nanoimprinting (איור 1) התגלתה כחלופה מבטיחה במיוחד מתאימה לדפוסי ננו תפוקה גבוהה, שטח גדול בעלות הנמוכה 2-4. בעוד photolithography דורש מסכת דוגמת, nanoimprinting מסתמכת על מבנה ראשי טרומי. העברת תבנית מהאדון מבוצעת בדרך כלל לתרמופלסטיים או פולימר-UV או תרמית הניתן לריפוי. עם זאת יש מקרים רבים, שבו הוא רצוי להעביר את התבנית ישירות על גבי חומרים תפקודיים.
<כיתת p = "jove_content"> כאן אנו מתארים שיטת שכפול מבוססת על nanomoulding ושכבת העברה (איור 2) שהצגנו לאחרונה במס. 5 להעביר דפוסים ננומטריים גבי אלקטרודות תחמוצת אבץ פונקציונליות. שיטת nanomoulding יכולה להיות מיושמת בקלות אם התקנת nanoimprinting זמינה. Nanomoulding מציע פוטנציאל להיות כוללני לחומרים רבים אחרים פונקציונליים, ערימות חומרים ומכשירים אפילו מלאים, ובלבד שחומר העובש נבחר כך שהוא תואם את תהליך הדחת החומר (ES). כדוגמה כאן נכחה nanomoulding של תחמוצת אלקטרודות שקופות מוליך אבץ (ZnO) הופקדו על ידי בתצהיר כימי אדים (CVD) אשר מוצא היישום שלהם כדי לשפר את לכידת אור בתאים סולריים 5.Protocol
Representative Results
Discussion
Nanomoulding מאפשר העברת nanopatterns על חומרים תפקודיים שרירותיים. ההשוואה בין שלבי העיבוד הבודד באיור 1 ו 2 חושפת את הקשר ההדוק בין nanomoulding וnanoimprinting. ההבדל העיקרי בין nanomoulding וnanoimprinting הוא צעד תצהיר חומר נוסף ב2e איור. תהליך הזרימה שנותרה זהה. Nanomoulding לכן …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
המחברים מודים מ 'Leboeuf לסיוע עם AFM, וו לי לאדון anodically מרקם האלומיניום ומשרד אנרגיה הפדרלית השויצרי והקרן הלאומי למדע השויצרי לקבלת מימון. חלק מעבודה זו בוצע במסגרת FP7 הפרויקט "מסלול מהיר" ממומן על ידי האיחוד האירופי במסגרת הסכם המענק לא 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).
