Name: nanomoulding of functional materials, a versatile complementary pattern replication method to nanoimprinting
Uploaded: 2013-01-23T12:00:00
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Gli autori ringraziano M. Leboeuf per l&#39;assistenza con l&#39;, AFM W. Lee per il master in alluminio anodicamente texture e l&#39;Ufficio svizzero dell&#39;energia federale e il Fondo nazionale svizzero Science Foundation per il finanziamento. Una parte di questo lavoro è stato svolto nell&#39;ambito del progetto FP7 &quot;Fast Track&quot;, finanziato dalla CE nell&#39;ambito convenzione di sovvenzione n 283501.

1. Mould Fabrication Usiamo la nostra casa costruita configurazione nanoimprinting per la realizzazione del Rif stampo negativo seguente. 6, ma ogni installazione nanoimprinting alternativa vanno bene. In alternativa, un funzionalizzato polidimetilsilossano (PDMS) muffa potrebbe anche funzionare. <ol><li> Realizzare o comprare un master per il trasporto adatta il modello da trasferire su scala nanometrica. In linea di principio, qualsiasi master adatto per nanoimprinting farà i...

<ol>
	<li>Geissler, M., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patterning:+Principles+and+Some+New+Developments.">Patterning: Principles and Some New Developments.</a> Advanced Materials. 16 (15), 1249-1269 (2004).</li><li>Guo, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoimprint+Lithography:+Methods+and+Material+Requirements.">Nanoimprint Lithography: Methods and Material Requirements.</a> Advanced Materials. 19, 495-513 (2007).</li><li>Ahn, S. H., Guo, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Area+Roll-to-Roll+and+Roll-to-Plate+Nanoimprint+Lithography:+A+Step+toward+High-Throughput.">Large-Area Roll-to-Roll and Roll-to-Plate Nanoimprint Lithography: A Step toward High-Throughput.</a> Application of Continuous Nanoimprinting. ACS Nano. 3 (8), 2304-2310 (2009).</li><li>Battaglia, C., Escarr&#233;, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoimprint+Lithography+for+High-Efficiency+Thin-Film+Silicon+Solar+Cells.">Nanoimprint Lithography for High-Efficiency Thin-Film Silicon Solar Cells.</a> Nano Letters. 11, 661-665 (2011).</li><li>Battaglia, C., Escarr&#233;, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomoulding+of+Transparent+Zinc+Oxide+Electrodes+for+Efficient+Light+Trapping+in+Solar+Cells.">Nanomoulding of Transparent Zinc Oxide Electrodes for Efficient Light Trapping in Solar Cells.</a> Nature Photonics. 5, 535-538 (2012).</li><li>Escarr&#233;, J., S&#246;derstr&#246;m, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+Fidelity+Transfer+of+Nanometric+Random+Textures+by+UV+Embossing+for+Thin+Film+Solar+Cells+Applications.">High Fidelity Transfer of Nanometric Random Textures by UV Embossing for Thin Film Solar Cells Applications.</a> Solar Energy Materials &amp; Solar Cells. 95, 881-886 (2011).</li><li>Fa&#255;, S., Feitknecht, L., Schl&#252;chter, R., Kroll, U., Vallat-Sauvain, E., Shah, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rough+ZnO+layers+by+LP-CVD+process+and+their+effect+in+improving+performances+of+amorphous+and+microcrystalline+silicon+solar+cells.">Rough ZnO layers by LP-CVD process and their effect in improving performances of amorphous and microcrystalline silicon solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 90, 2960-2967 (2006).</li><li>Zhao, X. -. M., Xia, Y., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+Three-Dimensional+Micro-Structures:+Microtransfer+Molding.">Fabrication of Three-Dimensional Micro-Structures: Microtransfer Molding.</a> Advanced Materials. 8, 837-840 (1996).</li><li>Hampton, M. J., Williams, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Patterning+of+Sub-500+nm+Inorganic+Oxide+Structures.">The Patterning of Sub-500 nm Inorganic Oxide Structures.</a> Advanced Materials. 20, 2667-2673 (2008).</li><li>Bass, J. D., Schaper, C. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+Molding+of+Nanoscale+Oxides+Using+Water-Soluble+Templates.">Transfer Molding of Nanoscale Oxides Using Water-Soluble Templates.</a> ACS Nano. 5 (5), 4065-4072 (2011).</li><li>Escarr&#233;, J., Nicolay, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomoulded+front+ZnO+contacts+for+thin+film+silicon+solar+cell+applications.">Nanomoulded front ZnO contacts for thin film silicon solar cell applications.</a> , (2012).</li><li>Sontheimer, T., Rudigier-Voigt, E., Bockmeyer, M., Klimm, C., Schubert-Bischoff, P., Becker, C., Rech, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-area+fabrication+of+equidistant+free-standing+Si+crystals+on+nanoimprinted+glass.">Large-area fabrication of equidistant free-standing Si crystals on nanoimprinted glass.</a> Phys. Status Solidi. RRL. 5, 376-379 (2011).</li></ol>

Nanomoulding consente il trasferimento di nanopatterns su arbitrarie materiali funzionali. Confronto delle singole fasi di lavorazione in figura 1 e 2 rivela la stretta relazione tra nanomoulding e nanoimprinting. La principale differenza tra nanomoulding e nanoimprinting è l&#39;ulteriore fase di deposizione di materiale in figura 2e. Il flusso di processo rimanente è identico. Nanomoulding possono quindi essere eseguite su qualsiasi configurazione nanoimprinting dis...

Nanopatterning ha assunto un&#39;importanza enorme in molti campi delle nanotecnologie e delle scienze applicate. Generazione di modello è il primo passo e può essere realizzata mediante top-down approcci come litografia a fascio elettronico o bottom-up basato sulla auto-assemblaggio metodi come la litografia nanosfere o copolimero a blocchi litografia 1. Importante come generazione di un modello è la replica del modello. Oltre fotolitografia, nanoimprinting (Figura 1) è emerso come una promettente alternativa, in particolare, adatto per high-throughput di grande superficie patterning su scala nanometrica a basso costo 2-4. Mentre fotolitografia richiede una maschera modellata, nanoimprinting si basa su una struttura prefabbricata maestro. Trasferimento del modello dal master viene comunemente eseguita in un polimero termoplastico o UV-induribile o termicamente. Tuttavia vi sono molti casi in cui è desiderabile trasferire il pattern direttamente su un materiale funzionale. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Qui si descrive un metodo di replica basata su nanomoulding e strato di trasferimento (figura 2) che abbiamo recentemente introdotto in rif. 5 per trasferire modelli nanoscala su elettrodi funzionali di ossido di zinco. Nanomoulding nostro metodo può essere facilmente implementato se una configurazione nanoimprinting è disponibile. Nanomoulding offre il potenziale per essere generalizzato a molti altri materiali funzionali, pile materiali e dispositivi persino interi, a condizione che il materiale di stampo è scelto in modo che sia compatibile con il processo di deposizione di materiale (es). Come esempio qui presentiamo nanomoulding del conduttore trasparente di ossido di zinco (ZnO) elettrodi depositati mediante deposizione chimica da fase vapore (CVD), che trovano applicazione per migliorare cattura la luce nelle celle solari 5.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> Nanoimprinting resina </td><td> Microresist </td><td> Ormostamp </td><td></td></tr><tr><td> (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctyl)-trichlorsilane, agente anti-aderenza </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 448931-10G </td><td></td></tr><tr><td> Diapositiva su vetro </td><td> Schott </td><td> AF32 eco </td><td> 0,5 millimetri </td></tr><tr><td> Polietilene naftalato (PEN) fogli </td><td> Goodfellow </td><td> ES361090 </td><td> 0,125 millimetri </td></tr><tr><td> (C 2 H 5) 2 Zn </td><td> Akzo Nobel </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Ag sputter 4N bersaglio </td><td> Heraeus </td><td> 81062165 </td><td></td></tr><tr><td> B 2 H 6, SiH 4, H 2, B (CH 3) 3, PH 3, CH 4, CO 2 </td><td> Messer </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> ATTREZZATURE </td></tr><tr><td> Nanoimprinting sistema </td><td> Home-costruito </td><td></td><td></td></tr><tr><td> LP-CVD sistema </td><td> Home-costruito </td><td></td><td></td></tr><tr><td> PVD sistema </td><td> Leybold </td><td> Univex 450 B </td><td></td></tr><tr><td> PE-CVD reattore </td><td> Indeotec </td><td> Octopus I </td><td></td></tr><tr><td> SEM </td><td> JEOL </td><td> JSM-7500 TFE </td><td></td></tr><tr><td> AFM </td><td> Gli strumenti digitali </td><td> Nanoscope 3100 </td><td></td></tr></tbody></table>

nanomoulding of functional materials, a versatile complementary pattern replication method to nanoimprinting

Descriviamo una tecnica che permette di nanomoulding basso costo patterning su scala nanometrica di materiali funzionali, pile di materiali e dispositivi completi. Nanomoulding combinato con trasferimento strato consente la replicazione di modelli di superficie arbitrarie da una struttura master sul materiale funzionale. Nanomoulding possono essere eseguite su qualsiasi configurazione nanoimprinting e può essere applicata a una vasta gamma di materiali e processi di deposizione. In particolare, abbiamo dimostrato la fabbricazione di elettrodi di zinco trasparente di ossido di fantasia per le applicazioni di cattura della luce nelle celle solari.

<html> Figura 3 riassume alcuni esempi illustrativi di strutture nanomoulded. Una struttura master ZnO cresciuti CVD su vetro è mostrato in (a). Il corrispondente nanomoulded ZnO replica è mostrato in (d). Confronto dell&#39;altezza locale (g) e angolo (j) istogrammi estratti da immagini AFM rivelano l&#39;alta fedeltà del processo nanomoulding. Risultati analoghi sono indicati per un reticolo unidimensionale fabbricato da litografia interferenza (b, e, h, k) e alluminio anodicamente strutturato (c, f...

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Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

Descriviamo una tecnica che permette di nanomoulding basso costo patterning su scala nanometrica di materiali funzionali, pile di materiali e dispositivi completi. Nanomoulding possono essere eseguite su qualsiasi configurazione nanoimprinting e può essere applicata a una vasta gamma di materiali e processi di deposizione.

Nanomoulding di materiali funzionali, un modello versatile complementare replica Metodo di nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

Research

JoVE Journal

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