表面制备方法技术

技术编号:11265909 阅读:85 留言:0更新日期:2015-04-08 11:49
本发明专利技术涉及通过光强度的空间分布制备促进空间有序性和相干性的具有凸纹的表面的方法,所述表面用作在表面上的覆盖物的在纳米和微米尺度上的组织的导向装置,所述覆盖物特别地由嵌段共聚物制成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及通过光强度的空间分布制备促进空间有序性和相干性的具有凸纹的表面的方法,所述表面用作在表面上的覆盖物的在纳米和微米尺度上的组织的导向装置,所述覆盖物特别地由嵌段共聚物制成。【专利说明】 本专利技术涉及通过光强度的空间分布制备促进有序性(order)和空间相干性 (spatialcoherence)的浮雕一般的(显著的,inrelief)表面的方法,所述表面用作在表 面上的覆盖层(overlayer)(特别是嵌段共聚物的覆盖层)的在纳米和微米尺度上的组织 (构造,organization)的导向装置(导向体,guide)。 因为嵌段共聚物的用于纳米结构化(纳米构造)的能力,它们在电子和光电子领 域中的使用现在是公知的。这尤其是说明在Cheng等的文章中(ACSnano,Vol. 4,No. 8, 4815-4823, 2010)。可在小于50nm的尺度上使嵌段共聚物的隔离(偏析,segregation)所 固有的域(畴,domain)的排列结构化和导向,同时非常强地限制组织中缺陷的密度。 然而,所期望的结构化(例如产生垂直于表面的域,其在有序的排列中没有缺陷) 需要制备载体,在该载体上沉积嵌段共聚物以控制该域的排列,同时消除缺陷(向错、位错 等)。在已知的可能性中,更特别地使用两种技术:物理外延(制图外延法)和化学外延。 它们都基于产生基序(图案,motif)(分别为形貌的(地形的)和化学的/表面)的网络, 其具有比嵌段共聚物高的周期性,但是具有与其的公度性(commensurability)。在这种 类型的表面上嵌段共聚物自组装为薄膜于是导致没有缺陷(单独颗粒(单个晶粒,single grain))的二维网络。 在文献中广泛描述的这些技术容许在大的表面上的嵌段共聚物的排列,而不产生 缺陷。但是,这些技术的使用是长期的和昂贵的。 申请人:已经发现用含有能异构化的官能团的(共)-聚合物涂覆的表面容许,在暴 露于光强度的空间分布之后,产生浮雕一般的基序。这些基序容许以没有缺陷的结构化沉 积嵌段共聚物,当整齐地(neatly)调节涂覆浮雕一般的表面的嵌段共聚物层的厚度时,这 是短时间的和低成本的。根据本专利技术的有利变型,所述含有能异构化的官能团的(共)_聚 合物包括能交联的官能团。当含有所述嵌段共聚物的溶液易于增溶所述含有能异构化的官 能团的(共)_聚合物时,这是尤其有用的。在相反的情况中,也就是说当嵌段共聚物的溶 液不增溶所述含有能异构化的官能团的(共)_聚合物时,不必在所述含有能异构化的官能 团的(共)_聚合物上具有可交联的官能团。 在根据本专利技术的处理的表面上自组装嵌段共聚物的方法受到热力学定律支配。例 如,当所述自组装导致具有P6/mm型对称的圆柱型形态时,如果没有缺陷则每个圆柱被6个 等距离的相邻圆柱包围。对于具有P4/mm型对称的圆柱形态,如果没有缺陷则每个圆柱被4 个等距离的相邻圆柱包围。有几种对共聚物膜中存在的缺陷进行量化的方式。第一种方式 由以下构成:通过评价所考虑的域周围的最近相邻者的数目,对膜中的拓扑缺陷的数目直 接进行计数。例如,在具有P6/mm型对称的圆柱型形态的情况下,如果四个、五个或者七个 圆柱包围所考虑的域,将认为存在缺陷。在嵌段共聚物膜中发现2D网络的自组织的程度的 第二种方式在于:通过建立域中心的到最近相邻者的距离的分布的函数,评价包围所考虑 的域的各域之间的平均距离。实际上,起初对于3D体系公式化的Lindemann标准是指,当纳 米域的位移的平方根〈U(r) 2>1/2 (其中r限定纳米域的中心的位置)超过晶格周期p的10% 时晶格熔融(过渡到液态)的开始。通过修改该标准,变得可使它适用于2D体系,尽管后者 不具有长程有序性(long-rangeorder)。因此,由于所提及的分歧,两个相邻域的位移的均 方偏差〈(11〇"+口)-11(1'))2>(其根据定义等于方差〇2)是比它优选的。。为了确定拓扑缺陷,常规使用组合的Voronoii图表和/或Delaunay三角测 量。在将图像二元化之后,鉴别各域的中心。然后Delaunay三角测量和/或Voronoif图表 使得可鉴别第一有序(一级)相邻者的数目,而域中心的离最接近的相邻者的距离的分布 函数使得可量化两个最接近的相邻者之间的平均偏差。因此可量化缺陷的数目。该计数方 法描述于Tiron等的文章中(J.Vac.Sci.Technol.B29 (6) ,1071-1023, 2011)。
技术实现思路
本专利技术涉及通过光强度的空间分布制备促进有序性和空间相干性的浮雕一般的 表面的方法,所述表面用作在表面上的覆盖层的在纳米和微米尺度上的组织的导向装置, 所述方法包括以下步骤: A:在表面上沉积至少一种含有至少一个(至少一种)能异构化的官能团的 (共)-聚合物的溶液或分散体。 B:蒸发溶剂。 C:根据光强度的空间分布照射由此处理的表面,和产生具有周期性或者非周期性 的浮雕的基序。 D:在由此处理的表面上沉积至少一种纳米物体的溶液或分散体,所述纳米物体由 原子的集合体(组装)构成,其三个尺寸(三维)的至少一个小于用于照射表面的半波长。 E:通过蒸发或者反应除去溶剂。 【具体实施方式】 表述纳米物体理解为是指原子的集合体,其三个尺寸的至少一个小于用于照射表 面的半波长。这可由粒子组成,所述粒子可为有机的、无机的或者有机/无机混杂的。无机 粒子可为磁性粒子例如铁-铂粒子。有机粒子可为液晶分子,或者通过表面外延结晶的分 子,以及(共)_聚合物芯壳结构体、聚合物或者非聚合物泡状体(vesicles)、(共)-聚合 物或非_(共)_聚合物胶束。表述纳米物体也理解为是指能够变得有组织的(共)_聚合 物,例如液晶(共)_聚合物,能够通过周期性地结晶变得有组织的(共)_聚合物,能够自 组织(self-organizing)的嵌段共聚物。优选地,所述纳米物体是嵌段共聚物。表述尺寸 理解为是纳米物体组织成域的步幅(梯级,step)所对应的大小,当这由例如嵌段共聚物构 成时。纳米物体的精确定义还通过IS0/TS27687标准:2008:2008-08给出。 在本专利技术中使用的含有能异构化的键和在合适时含有能交联官能团的(共)_聚 合物可为任何类型。它们含有至少一个(至少一种)在外部能量供给的作用下能异构化的 官能团。它们也可含有至少一个(至少一种)容许共聚物在能量供给的作用下交联的官能 团。在后者的情况中,在步骤C之后应该添加另外的步骤C',所述步骤C'在于使含有至少一 个能异构化的官能团和至少一个能交联的官能团的(共)-聚合物交联。优选地,所述能异 构化的官能团和所述能交联的官能团悬垂于主链。表述能异构化的官能团理解为是指其构 型能够从顺式变为反式或者从反式变为顺式的官能团。这例如可为偶氮官能团或者碳-碳 双键。含有这些双键的发色实体可选自偶氮苯、氨基1,2-二苯乙烯、假-1,2-二苯乙烯、二 芳基-烯烃。这些能异构化的实体优选是借助于其波长对应于发色团的吸收带的合适的单 色照射能激发的。优选地,它们是偶氮苯实体。 用于本专利技术中的含有能异构化的键和能交联的键的(共)_聚合本文档来自技高网
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【技术保护点】
通过光强度的空间分布制备促进有序性和空间相干性的浮雕一般的表面的方法,所述表面用作在表面上的覆盖层的在纳米和微米尺度上的组织的导向装置,所述方法包括以下步骤:A:在表面上沉积至少一种含有至少一个能异构化的官能团的(共)‑聚合物的溶液或分散体,B:蒸发溶剂,C:根据光强度的空间分布照射由此处理的表面,和产生具有周期性或者非周期性的浮雕的基序,D:在由此处理的表面上沉积至少一种嵌段共聚物的溶液或分散体,其三个尺寸的至少一个小于用于照射表面的半波长,E:通过蒸发或者反应除去溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:C纳瓦罗K艾索C布罗乔S迪尔海尔G弗勒里S格劳拜G哈齐奥安诺JM兰普诺克斯J沙弗
申请(专利权)人:阿克马法国公司波尔多大学
类型:发明
国别省市:法国;FR

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