嵌段共聚物薄膜（BCP）的自组装可成熟用于在特征尺寸为几纳米或以上的衬底上生成由光栅、弯曲、结、点、线段、方形对称和其他形貌组成的2D图案。将BCP自组装到制造3D结构的扩展也受到诸如晶体管互连、等离激元结构和薄膜的多层金属化等应用的推动。纳米级网格在诸如光电子学、表面增强拉曼光谱、疏水表面和交叉点器件以及用于制造包括位图案化介质在内的直线结构等一系列技术中极具应用前景。

近日，麻省理工学院Caroline A. Ross，Alfredo Alexander-Katz报道了发展了一种基于PS-b-P2VP di-BCP的多机制定向自组装（MMDSA）方法，可以在不需要逐层图形转移或高分辨率光刻模板的情况下制备导电纳米颗粒。

文章要点

1）研究人员系统地研究了MMDSA涉及的三种机制：沟壁引导（TG）、边缘成核（EN）和底层引导（UG）。通过大量的实验和模拟，揭示了每种机制的触发机制及其相互作用。通过耗散粒子动力学模拟再现了TG和EN机制，并描绘了UG产生网格和平行排列的条件。

2）通过选择BCP对、特征比C(=沟槽深度/膜厚)和底部BCP层的刻蚀条件，依次应用这三种机制来演示MMDSA，并制备出具有网状(3D)-线状(2D)混合形貌和有序导电纳米颗粒的多元金属结构。

这项研究为通过简单的自组装工艺制备具有多种成分的不同几何形状和多层混合纳米结构提供了一条途径

参考文献

Runze Liu, et al, Metallic Nanomeshes Fabricated by Multimechanism Directed Self-Assembly, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c05315

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c05315