Name: nanomoulding of functional materials, a versatile complementary pattern replication method to nanoimprinting
Uploaded: 2013-01-23T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting at JoVE.com

Forfatterne takker M. Leboeuf for å få hjelp med AFM, W. Lee for anodisk strukturert aluminium master og den sveitsiske Federal Energy Office og den sveitsiske National Science Foundation for finansiering. En del av dette arbeidet ble utført i rammen av FP7-prosjektet &quot;Fast Track&quot; finansiert av EU i henhold tilskuddsavtalen ingen 283501.

1. Mould Fabrikasjon Vi bruker vår hjemme-bygget Nanoimprinting oppsett for fabrikasjon av den negative formen følgende Ref. 6, men noe alternativ Nanoimprinting oppsett vil fungere fint. Alternativt en funksjonalisert polydimetylsiloksan (PDMS) mold kan også fungere. <ol><li> Dikte eller kjøpe en egnet mester bærer nanoskala mønster som skal overføres. I prinsippet vil alle mester egnet for Nanoimprinting gjøre jobben. Vi bruker en strukturert ZnO lag på en glassplate ...

<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 tillater overføring av nanopatterns på vilkårlige funksjonelle materialer. Sammenligning av de individuelle prosesstrinnene i figur 1 og 2 avslører det nære forholdet mellom nanomoulding og Nanoimprinting. Den største forskjellen mellom nanomoulding og Nanoimprinting er den ytterligere materialenheten deponering trinn i figur 2e. Det resterende prosessflyt er identisk. Nanomoulding kan derfor utføres på alle tilgjengelige Nanoimprinting oppsett. </p...

Nanopatterning har fått enorm betydning på mange felt av nanoteknologi og anvendt vitenskap. Mønster generasjon er det første skrittet og kan oppnås ved top-down tilnærminger som elektron-litografi eller bottom-up tilnærminger basert på selv-montering metoder som nanosphere litografi eller blokk kopolymer litografi en. Like viktig som mønster generasjon er mønster replikering. Foruten fotolitografi har Nanoimprinting (Figur 1) dukket opp som et lovende alternativ særlig egnet for høy-throughput store-området nanoskala mønster til lave kostnader 2-4. Mens fotolitografi krever en mønstret maske, avhengig Nanoimprinting på en prefabrikkert mester struktur. Mønster overføring fra master vanligvis utføres i en termoplastisk eller en UV-eller termisk herdbare polymer. Men det er mange tilfeller hvor det er ønskelig å overføre mønsteret direkte på en funksjonell materiale. &lt;p class = &quot;jove_content&quot;&gt; Her beskriver vi en replikering metode basert på nanomoulding og lag overføring (fig. 2) som vi nylig introdusert i Ref. 5 å overføre nanoskala mønstre på funksjonelle sinkoksid elektroder. Vår nanomoulding metoden kan enkelt implementeres dersom en Nanoimprinting oppsett er tilgjengelig. Nanomoulding har potensial til å bli generalisert til mange andre funksjonelle materialer, materialer stabler og selv komplette enheter, forutsatt at formmaterialet er valgt slik at den er kompatibel med materialet avsetning prosessen (e). Som et eksempel viser vi her nanomoulding av transparent ledende sink oksid (ZnO) elektroder deponert ved kjemisk damp nedfall (CVD) som finner sin søknad for å forbedre lys fangst i solceller 5.

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på Reagent </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (valgfritt) </td></tr><tr><td> Nanoimprinting harpiks </td><td> Microresist </td><td> Ormostamp </td><td></td></tr><tr><td> (1H, 1H, 2H, 2H-Perfluoroctyl)-trichlorsilane, anti-adhesjon middel </td><td> Sigma Aldrich </td><td> 448931-10G </td><td></td></tr><tr><td> Glassplater </td><td> Schott </td><td> AF32 eco </td><td> 0,5 mm </td></tr><tr><td> Polyetylen naphtalate (PEN) ark </td><td> Goodfellow </td><td> ES361090 </td><td> 0,125 mm </td></tr><tr><td> (C 2 H 5) 2 Zn </td><td> Akzo Nobel </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Ag frese målet 4N </td><td> Heraeus </td><td> 81062165 </td><td></td></tr><tr><td> B 2 H 6, 4 SiH, H 2, B (CH 3) 3, 3 PH, 4 CH, CO 2 </td><td> Messer </td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> UTSTYR </td></tr><tr><td> Nanoimprinting system </td><td> Home-bygget </td><td></td><td></td></tr><tr><td> LP-CVD system </td><td> Home-bygget </td><td></td><td></td></tr><tr><td> PVD system </td><td> Leybold </td><td> Univex 450 B </td><td></td></tr><tr><td> PE-CVD reaktor </td><td> Indeotec </td><td> Blekkspruten jeg </td><td></td></tr><tr><td> SEM </td><td> JEOL </td><td> JSM-7500 TFE </td><td></td></tr><tr><td> AFM </td><td> Digitale instrumenter </td><td> Nanoscope 3100 </td><td></td></tr></tbody></table>

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

Vi beskriver en nanomoulding teknikk som gjør rimelig nanoskala mønster av funksjonelle materialer, materialer stabler og full enheter. Nanomoulding kombinert med lag overføring gjør at replikering av vilkårlige overflaten mønstre fra en mester struktur på funksjonelle materialer. Nanomoulding kan utføres på en hvilken som helst Nanoimprinting oppsett og kan brukes på et stort utvalg av materialer og deponering prosesser. Spesielt viser vi fabrikasjon av mønstrede gjennomsiktige sinkoksid elektroder for lette fangst applikasjoner i solceller.

<html> Figur 3 oppsummerer noen illustrerende eksempler på nanomoulded strukturer. En ZnO mester struktur vokst av CVD på glass er vist i (a). Den tilsvarende nanomoulded ZnO replika er vist i (d). Sammenligning av den lokale høyden (g) og vinkel (j) histogrammer ekstrahert fra AFM bildene avsløre high fidelity av nanomoulding prosessen. Tilsvarende resultater er vist for en en-dimensjonal rist fabrikkert av interferens litografi (b, e, h, k), og anodisk teksturert aluminium (C, F, I, L). <p clas...

Watch this Scientific Journal Video about Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting at JoVE.com

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

Vi beskriver en nanomoulding teknikk som gjør rimelig nanoskala mønster av funksjonelle materialer, materialer stabler og full enheter. Nanomoulding kan utføres på en hvilken som helst Nanoimprinting oppsett og kan brukes på et stort utvalg av materialer og deponering prosesser.

Nanomoulding av funksjonelle materialer, et allsidig Complementary Pattern Replication Metode for å Nanoimprinting

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Using Neutron Spin Echo Resolved Grazing Incidence Scattering to Investigate Organic Solar Cell Materials

Bruke nøytronspinke ekko løst beiteforekomst spredning for å undersøke organiske solcellematerialer

The spin echo resolved grazing incidence scattering (SERGIS) technique has been used to probe the length-scales associated with irregularly shaped ...

Casting Protocols for the Production of Open Cell Aluminum Foams by the Replication Technique and the Effect on Porosity

Casting Protokoller for produksjon av Open Cell Aluminum Skum av Replication Teknikk og Effekt på Porøsitet

Metal foams are interesting materials from both a fundamental understanding and practical applications point of view. Uses have been proposed, and in many ...

Preparation and Reactivity of Gasless Nanostructured Energetic Materials

Forberedelse og reaktivitet av Gass- nanostrukturert Energisk Materials

High-Energy Ball Milling (HEBM) is a ball milling process where a powder mixture placed in the ball mill is subjected to high-energy collisions from the ...

Synthesis and Functionalization of 3D Nano-graphene Materials: Graphene Aerogels and Graphene Macro Assemblies

Syntese og funksjon av 3D Nano-graphene Materialer: Graphene aerogels og Graphene Makro Assemblies

Efforts to assemble graphene into three-dimensional monolithic structures have been hampered by the high cost and poor processability of graphene. ...

Advanced Experimental Methods for Low-temperature Magnetotransport Measurement of Novel Materials

Avanserte Eksperimentelle metoder for lav temperatur Magnetotransport Måling av nye materialer

Novel electronic materials are often produced for the first time by synthesis processes that yield bulk crystals (in contrast to single crystal thin film ...

Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

Standardisert metode for måling av oppsamlingseffektiviteten fra Wipe-sampling of Trace Explosives

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

En ny metode for<em&gt; I situ</em&gt; Elektromekanisk karakterisering av nanoskalaeksempler

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

En fabrikasjon og målemetode gir et fleksibelt Ferroelectric basert på Van Der Waals Heteroepitaxy

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

Multiscale Structures Aggregated by Imprinted Nanofibers for Functional Surfaces

Multiscale strukturer aggregert av trykt Nanofibers for funksjonell overflater

Multiscale surface structures have attracted increasing interest owing to several potential applications in surface devices. However, an existing ...

Studying Large Amplitude Oscillatory Shear Response of Soft Materials

Studere store Amplitude oscillasjon skjær responsen av myke materialer

We investigate the sequence of physical processes exhibited during large amplitude oscillatory shearing (LAOS) of polyethylene oxide (PEO) in dimethyl ...