June 7, 2012

TEMPLATING THREE-DIMENSIONAL SELF-ASSEMBLED STRUCTURES IN BILAYER BLOCK COPOLYMER FILMS

 
"Templating three-dimensional self-assembled structures in bilayer block copolymer films". A. Tavakkoli K. G., K. W. Gotrik, A. F. Hannon, A. Alexander-Katz, C. A. Ross, K. K. Berggren. SCIENCE 336, 1294 (2012). DOI: 10.1126/science.1218437

The registration and alignment of a monolayer of microdomains in a self-assembled block copolymer thin film can be controlled by chemical or physical templating methods. Although planar patterns are useful for nanoscale device fabrication, three-dimensional multilevel structures are required for some applications. We found that a bilayer film of a cylindrical-morphology block copolymer, templated by an array of posts functionalized with a brush attractive to the majority block, can form a rich variety of three-dimensional structures consisting of cylinder arrays with controllable angles, bends, and junctions whose geometry is controlled by the template periodicity and arrangement. This technique allows control of microdomain patterns and the ability to route and connect microdomains in specific directions. 

El registro y la alineación de una monocapa de microdominios en una película delgada de copolímeros de bloque autoensamblados pueden ser controlados por medio de métodos que usan plantillas físicas o químicas. A pesar de que los patrones planares son útiles para la fabricación de dispositivos de nanoescala, algunas aplicaciones requieren de estructuras multinivel de tres dimensiones. Se encontró que una película bicapa de copolímero de bloque con morfología cilíndrica, organizado por un arreglo de postes funcionalizados con un cepillo atractivo a la mayor parte de los bloques, puede formar una rica variedad de estructuras tridimensionales que consisten de arreglos cilíndricos con ángulos, dobleces y uniones controlados, cuya geometría se controla por la periodicidad y la organización de la plantilla. Esta técnica permite controlar microdominios de patrones y permite dirigir y conectar microdominios en direcciones específicas.

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