使用纳米压印光刻在各种基板上制造的复杂纳米级结构

NanoImprint光刻(NIL)已开发成用于制备聚合物纳米图案和三维(3D)纳米结构的关键技术。在其核心,NIL是一个简单的纳米刻度图案转移过程,其中具有所需图案的母模用于制造印记抗蚀剂,通常是聚合物的相同图案,随后的热或光固化所得到的模具。

NIL的吸引力来自其具有高分辨率,高保真性,高吞吐量和低成本的图案化的能力。使用纳米尺寸的图案可以容易地形成在各种基板上,包括硅晶片,玻璃板,柔性聚合物膜,甚至是非平面衬底。传统零技术的限制在于它们所得到的图案化2D层;通过堆叠2D层的形成3D微型和纳米结构不能通过常规零实现。那'为什么研究人员提出了反向纳米压印光刻,一种传递图案化的2D层的技术,并在基板上形成多粘的3D微量和纳米结构。

虽然这是主要的工作,但由于难以从3D结构拆卸母模难以困难,因此可实现的产量非常低。韩国的研究人员现在已经设法证明了在包括柔性聚合物膜的各种基板上的多堆叠2D纳米图案化板的首次成功制造。这意味着可以用合理的成本制造诸如光子晶体的真实3D纳米结构。

"通常,聚合物层旋转涂覆并在模具表面上固化,然后使用高压和温度转移到基材上"Heon Lee博士解释了纳米克尔克的反向纳米压印光刻技术。"在先进的反向纳米压印光刻中,纳米结构层通过将热塑性聚合物树脂分配在模具上并用另一个模具覆盖,之后将树脂固化,其中一个模具拆下,使用高度将拆卸层转移到基板上压力和温度,剩余的模具分离。"

不幸的是,由于其极端难度,该过程的整体产量受模具分离步骤的限制;即,从模具/纳米结构层/模具夹层结构中脱离模具并随后将纳米尺寸的图案反向层转移到基板上,因为Lee将其放置,"产量杀伤步骤。"李,教授 首尔韩国大学材料科学与工程部,他的团队在反向零的变化中试验。

"这个实验的概念¡v堆叠含有两侧图案的纳米结构层¡v已经知道" says Lee. "然而,我们使用水溶性PVA(聚乙烯醇)基于可去除的去除模板和自制UV固化胶,并用低压进行过程。由于树脂固化在模具侧进行,因此也可以从任何高温和高压过程屏蔽基板,这使得能够多次堆叠图案化的聚合物层。"

李的另一个独特方面 'S的工作是,与已经在硅晶片如硅晶片如刚性基板上进行的最先前作品相比,他的团队使用柔性聚合物膜,例如PET作为基材。

"当我们使用紫外线固化胶将纳米结构层转移到基材上时,它可以在聚合物基材上更可靠地胶合,例如柔性PET膜,而不是在玻璃和Si晶片上的无机材料基材上" says Lee.

在将层粘合到基板或另一层之后,将PVA模具/纳米纹状层/基板结构浸入室温下在水中浸渍2小时以除去(水溶性)PVA模具,然后干燥。

通过重复反向纳米压印过程,李'S团队能够在上一层上堆叠新的纳米结构层,表明3D微型​​和纳米结构可以在各种基板上制造。

这种新技术的可能区域是实验室应用和真实纳米大小3D光子晶体的制造,其可以急剧提高光学器件的性能。

"到目前为止,我们可以基于聚合物材料构建复杂的纳米级结构" says Lee. "现在,我们正在使用具有更多功能的材料更换聚合物材料,例如纳米粒子嵌入聚合物或嵌段共聚物。"

李'S工作已在2007年9月20日发表于2007年9月20日在线版应用的物理信件

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