I copolimeri a blocchi (BCP) sono l'alternativa più interessante fino ad oggi per la fabbricazione di strutture periodiche complesse ben definite con scale di lunghezza inferiori a 100 nm. Tali piccole strutture potrebbero essere utilizzate in un'ampia gamma di applicazioni tecnologiche, ma i metodi attualmente disponibili sono molto costosi, specialmente quando quelle strutture presentano scale di lunghezza inferiori a 20 nm.
Un lavoro condotto dall'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) Phononic and Photonic Nanostructures Group suggerisce un nuovo metodo per produrre array periodici esagonali con alta fedeltà riducendo tempi e costi. La professoressa di ricerca ICREA, la dott.ssa Clivia M. Sotomayor Torres e la dott.ssa Claudia Simão, hanno condotto, insieme agli autori di seguito elencati, un'opera pubblicata sull'ultimo numero di Nanotecnologia e articolo di copertina in primo piano.
La metodologia consiste in sul posto litografia nanoimprint assistita da solvente di copolimeri a blocchi, una tecnica che combina un approccio top-down - litografia nanoimprint - con uno bottom-up - copolimeri a blocchi autoassemblati (bottom-up). Il processo è assistito da vapori di solvente per facilitare l'impronta e l'autoassemblaggio simultaneo di BCP ad alto parametro di Flory-Huggins, quelli che producono caratteristiche di dimensioni inferiori a 15 nm, in quella che è stata chiamata litografia nanoimprint assistita da vapori di solventi (SAIL).
SAIL è una tecnica scalabile che ha dimostrato la sua efficienza su un'ampia area di wafer fino a 4 pollici quadrati. Il campione risultante è stato analizzato utilizzando metodi diversi, compresa la microscopia elettronica a scansione a emissione di campo (FE-SEM) e la diffusione di raggi X a piccolo angolo a incidenza radente (GISAXS). Quest'ultimo è stato eseguito presso la sorgente di luce di sincrotrone Diamond (Regno Unito) e ha consentito la caratterizzazione delle caratteristiche strutturali delle superfici polimeriche nanostrutturate. È la prima volta che GISAXS è stato utilizzato per analizzare un campione BCP a nanoimpronta diretta.
I risultati ottenuti con SAIL hanno dimostrato un miglioramento nell'ordinamento del reticolo di nanopunti fino al 50%. è un costo basso, tecnica scalabile e veloce che avvicina i BCP autoassemblati alla loro applicazione industriale. Questi materiali versatili sono molto interessanti per applicazioni come dispositivi di archiviazione, nanoelettronica, dielettrici a basso k o applicazioni biochimiche.
