大规模和低成本的材料纳米图案化对光电设备具有巨大的意义。近年来,纳米压印光刻技术已经成为一种高通量的纳米加工策略,其分辨率可与电子束光刻技术(EBL)相媲美。它是通过将EBL母版复制到聚二甲基硅氧烷(PDMS)中来实现的,然后用于为进一步的加工设计抗蚀剂,或者是可以被煅烧成固体材料的溶胶凝胶。尽管溶胶-凝胶化学提供了广泛的材料组成,但金属仍然难以实现。这一差距可以通过使用胶体纳米颗粒作为抗蚀剂来弥补,但对关键参数的深入了解仍然缺乏。鉴于此,法国艾克斯-马赛大学的Beniamino Sciacca和Anna Capitaine等使用支持的金属纳米立方体作为模型抗蚀剂获得了对纳米颗粒压印的基本认识。
本文要点:
(1)揭示了被困在纳米立方体和基底之间的表面活性剂层所发挥的主要作用,并通过使用间隙质谱作为计量平台,以亚纳米的分辨率测量其厚度。这能够量化负责反对纳米立方体运动的摩擦的范德瓦尔斯(VDW)相互作用。
(2)这些与纳米压印期间作用在纳米立方体上的斯托克斯阻力几乎是定量一致的,这是用简化的流体力学模型估计的。这些结果表明,表面活性剂的最小厚度是必需的,它可以作为一个间隔层,减轻纳米立方体和基体之间的范德华力。
(3)根据这些发现,提出了一种通用的抗蚀剂制备方法,以实现最佳的纳米颗粒流动性,并展示了可打印的Ag和Au纳米立方体网格的组装,这可以使纳米立方体外延后的低成本透明电极的制造具有高材料质量。
Anna Capitaine, Mehrnaz Bochet-Modaresialam, Peeranuch Poungsripong, Clémence Badie, Vasile Heresanu, Olivier Margeat, Lionel Santinacci, David Grosso, Erik Garnett, and Beniamino Sciacca, Nanoparticle Imprint Lithography: From Nanoscale Metrology to Printable Metallic Grids, ACS Nano Article ASAP
DOI: 10.1021/acsnano.3c01156
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01156