Новости: Технологии

Литографическая нанопечать (ЛН) как печать наноизображений высокого разрешения, несомненно, стоит особняком в ряду других методик нанопечати, созданных за последние десятилетия. Разрешение, достигаемое с помощью этого метода, больше, чем ограничения, накладываемые световой дифракцией или лучевым рассеянием, что лимитирует возможности классических методик. Кремниевая электроника, органическая электроника и фотоника, биология за последние десять лет уже ощутили преимущества этого метода. Но достигнутая на настоящий момент скорость печати (более нескольких минут на одну подложку) пока далеки от того, что требуют современные приложения. Поэтому захватывающей целью является создание модификации такого метода, включающей возможность непрерывной рулонной печати, которая могло бы заметно ускорить процесс. К тому же, это позволило бы решить ряд других проблем, например, равномерность создаваемого давления. Шаги в эту сторону уже предпринимались: показана возможность получать этим методом решеточных поляризаторов (ширина решеточных прутьев 70 и 300 нм) на гибких пластиковых подложках шириной 10 мм с использованием фторполимерной формы и УФ-отверждаемого эпоксисиликонового резиста. Но по-настоящему широкую площадь печати еще предстоит продемонстрировать. С другой стороны, для многих применений нужна печать на жесткие подложки, например, стекло в случае телеэкранов. В этом случае важной является толщина остаточного слоя.
Ученые из Мичигана показали возможность как рулонной печати, так и печати на твердой поверхности шириной 4 дюйма с использованием нового разработанного аппарата с пределом ширины печати 6 дюймов. Были отпечатаны решетки с линейной шириной 300 нм и различной толщиной остаточного слоя, что важно для практических применений. Для описания процесса была создана аналитическая модель, предсказания которой согласуются с практическими результатами.
На Рис. 1 схематически показаны процессы рулонной печати и печати на твердой поверхности. Основные шаги процесса - это нанесение полимера, печать и отверждение. С помощью стрехступенчатой системы,синхронизированной с основным печатным роликом, непрерывно наносится жидкий УФ-отверждаемый резист. Такая синхронизация гарантирует однородное по толщине покрытие вне зависимости от скорости печати. Для создания постоянного давления при печати используются два валка: печатный (imprinting) и контролирующий (back-up). Давление между ними контролируется специальным сенсором. Фторполимерная форма, используемая для печати, может легко быть размножена с использованием кремниевой исходной формы (Нанометр уже писал здесь о группах ученых, доказавших это).
Полученные решетки показаны на Рис. 2. На Рис. 2а показана гибкая лента 4х12 дюймов, а на Рис. 2b - печать на стекле. СЭМ изображения напечатанных решеток приведены на Рис. 2c,d. Линейная ширина составляет 300 нм, а высота - 600 нм. На Рис. 3 показана схематическая диаграмма происходящих при печати процессов в случае печати на гибкой (a) и жесткой (b) подложке. На Рис. 3с продемонстрировано распределение давления в этом процессе. Сделанные расчеты позволяют ученым рассчитать толщину остаточного слоя.