Moire-superstrukturer skabt ved hjælp af blokcopolymerer

(Phys.org) – Et team af forskere ved University of Alberta har udviklet en måde at skabe moiré-superstrukturer ved hjælp af blokcopolymerer. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano , holdet beskriver teknikken, måderne det kan modificeres på og mulige anvendelser for slutproduktet.

For at skabe stadigt mindre enheder, forskere har fortsat med at lede efter nye fremstillingsmetoder, der kan bruges til at manipulere materialer på nanoskala. En forskningsvej er blokcopolymer (BCP) selvsamling - et middel til at skabe mønstre på ekstremt små nanostrukturer. BCP'er har mere end én kemisk adskilt polymerkæde - de er forbundet med kovalente bindinger. Forskere tuner egenskaber som kemisk sammensætning, molekylvægt og volumen for at få dem til selv at samle sig til gentagne mønstre. Det har også vist sig, at styret selvsamling af BCP'er kan bruges til at bygge skabeloner til at skabe mønstre, der ligger uden for opløsningen af ​​konventionel litografi. I denne nye indsats, forskerne brugte en fire-trins proces til at anvende den rettede selvsamling af BCP'er til at skabe moiré-overbygninger.

Moiré-mønstre er interferensmønstre, der skabes, når et uigennemsigtigt mønster med gennemsigtige mellemrum lægges over et andet lignende mønster. Overbygninger er strukturer, der opstår, når en struktur overlejres på en anden. I denne indsats, holdet kombinerede de to ideer for at skabe strukturer med korn i multi-mikronstørrelse med foretrukne majoritetsfaser.

Holdet brugte selvdannelse til at skabe et tyndt film-BCP-lag som en base ved hjælp af spincoating. Næste, de anvendte opløsningsmiddeludglødning og reaktiv ionætsning for at forvandle det indledende lag til et sekskantet gitter af silicaprikker. De gentog derefter processen oven på det første lag ved hjælp af en anden BCP med gitteret adskilt forskelligt. Tilføjelse af det øverste lag resulterede i at konvertere BCP til silica prikker, hvilket til gengæld resulterede i skabelsen af ​​en moiré-overbygning.

Forskerne bemærker, at de endnu ikke er klar over, hvordan sådanne strukturer kan bruges i en applikation, men foreslår, at de kan vise sig nyttige til at skabe metasurfaces med justerbare optiske egenskaber. De bemærker, at strukturerne kan ændres ved at ændre prikstørrelse og højde og pitch-forhold.

© 2017 Phys.org