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材料:リソグラフィー加工のナノパターニング基板上におけるブロック共重合体のエピタキシャル自己組織化

Nature 424, 6947 doi: 10.1038/nature01775

高密度ナノ構造体のパターニングのための並行処理は、多種多様なナノテクノロジー分野にとって極めて重要である。ジブロック共重合体薄膜は、分子レベル(約5〜50nm)の規則的周期構造へ自己組織化できるため、量子ドット、ナノワイヤー、磁気記憶媒体、ナノ細孔、およびシリコンコンデンサーを作製するためのテンプレートとして使用されてきた。しかし残念ながら、完全な周期的ドメイン配列はせいぜいマイクロメートルスケールの面積でしか得られず、また粒界の端部には欠陥が存在する。これらの制限条件があるため、ブロック共重合体リソグラフィーは多くの先進的用途に利用できないのが現状である。一方、成功の程度は異なるが、グラフォエピタキシー、面内電界、温度勾配、および指向性凝固等を使うことで、配向または長距離秩序を誘発できることがこれまでに示されてきた。今回我々は、ブロック共重合体薄膜と高度なリソグラフィー技術とを組み合わせて、ドメインのエピタキシャル自己組織化を誘発できることを示す。結果として得られたパターンは、欠陥がなく、配向しており、その下にある基板のパターンと整合している。また、任意の大きさにわたってパターンを作製できる。これらの構造は、自己組織化過程の固有の限界によってではなく、リソグラフィーによる表面パターンの寸法と質によって決まる。我々の結果は、ナノファブリケーションをうまく取り入れることで、いかに既存の製造プロセスでの分子レベル制御が可能になるかについて示している。

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