НАНОТЕХНОЛОГИЯ В БЛИЖАЙШЕМ ДЕСЯТИЛЕТИИ

Литографически-индуцированная самосборка наноструктур С. Чо/

Литографически-индуцированная самосборка (ЛИС) — одно из последних достижений в области сборки, которое окажет большое воздействие на разви­тие нанонауки и нанотехнологии [25, 26]. В этом методе маска используется для запуска и регулирования процессов самосборки периодической надмоле­кулярной матрицы столбиков, формирующихся из полимерного расплава, который первоначально образует тонкий плоский слой на подложке. Маска располагается над слоем полимера с небольшим зазором, а столбики полиме­ра в процессе роста поднимаются в зазор, преодолевая действие сил тяжести и поверхностного натяжения. Границы области роста точно соответствуют кон­туру рельефа поверхности маски (рис. 4.4). Физический принцип действия метода до сих пор не выяснен, но он принципиально отличается от процессов самосборки путем разделения фаз или химической модификации поверхно­сти. Предполагается, что процесс ЛИС вызывается электростатическими си­лами И электрогидродинамической нестабильностью [26].

Метод ЛИС открывает новые, перспективные направления в фундамен­тальных и прикладных исследованиях наноструктур. Научное объяснение его принципа требует междисциплинарных усилий. В технологическом аспекте метод позволяет решить две застарелые проблемы: 1) управление ориентацией и положением получаемых самосборкой полимерных структур; 2) получение при самосборке более мелких деталей, чем детали рельефа поверхности маски (рис. 4.5). Более того, процесс ЛИС может быть применен, в принципе, и к дру­гим полимерам, а также к другим классам твердых веществ (в частности, к по­лупроводникам, металлам и биологическим материалам). Периодические мат­рицы, получаемые этим методом, уже нашли много применений, в том числе в запоминающих устройствах, при создании фотонных и биологических матери -

Юлимер

Рис. 4.4. Схема литографически-индуцирован - ной самосборки (ЛИС). Маска применяется для запуска и регулирования самосборки над­молекулярной матрицы полимерных столби­ков, вырастающих из тонкого слоя полимерно­го расплава [26] (© 1999, American Vacuum Society).

Рис. 4.5. АСМ-изображение квадратной матри­цы полимерных столбиков полиметилметакри - лата, полученных методом ЛИС [26] (© 1999, American Vacuum Society).

Алов. И наконец, этот метод дает уникальную возможность изготавливать из полимеров непосредственно по образцу электронные и оптоэлектронные уст­ройства, без применения дорогостоящих фотолитографических процессов.