Електрографічний метод створення двовимірної надґратки з упорядкованих нанокластерів на поверхні фотопровідного шару

Спосіб створення двовимірної надґратки з упорядкованих нанокластерів на поверхні фотоп 3 одом порядку половини довжини хвилі світлових полів на поверхні фоторезисту відбувається за допомогою багатопроменевої інтерференції. Одержана інтерференційна картина реєструється як голограма, яка потім конвертується у відповідний структурний розподіл речовини при використанні розчинника, за допомогою якого видаляються неполімеризовані під дією освітлення ділянки фоторезисту. Недоліком цього методу є використання хімічно агресивних розчинників і деформування зареєстрованої просторово неоднорідної картини на поверхні фоторезисту при його мокрій обробці розчинником і подальшому висушуванні. Цих недоліків позбавлений запропонований електрографічний спосіб, який базується на використанні електрографічної реєстрації інформації у вигляді періодичних або квазіперіодичних структур, що формуються за допомогою багатопроменевої інтерференції і наступному нанесенні на просторово-неоднорідну електрично-заряджену поверхню наночастинок провідного середовища за допомогою його вакуумного напилення. Суттєвою перевагою таких темплатів є те, що топологія розташування зарядів поблизу поверхні темплату безпосередньо використовується для організації речовини на його поверхні без формування масок, не потребує використання агресивних середовищ, мокрої обробки і слідуючої за нею сушки, в процесі якої відбувається деформування темплату. Енергетична та польова топології поверхні темплату формуються за допомогою електрографічного процесу при використанні експонування світловим полем [6, 7]. Характерна просторова довжина сформованих таким чином структур суттєво залежить від кількості, взаємної орієнтації, довжини хвилі інтерферуючих променів і може належати до нанометрового діапазону (менше ніж 100 нанометрів). Напруженість електричного поля поблизу поверхні темплату досягає передпробійного значення (в експериментальному пристрої напруженість електричного поля була ~ (100 - 130) в/мкм). Після експонування рівномірно електрично-зарядженої поверхні інтерференційною картиною у шарі фотопровідної речовини, нанесеній на електропровідну заземлену підкладинку, виникає просторова модуляція поверхневого заряду. Об’ємний просторовий заряд в середині шару речовини не формується - звільнений з поверхні просторовий заряд переходить на заземлену підкладинку. Далі речовину, з якої мають сформувати надгратку розміщують у вакуумну камеру, де вона нагрівається до температури при якій відбувається процес її випаровування. Молекули та утворені з них наночастинки переведеної у газоподібний стан речовини розповсюджуються по об'єму вакуумної камери, частина якої, що розташована безпосередньо перед поверхнею темплата, опромінюється ультрафіолетовим світлом. При цьому поверхня 55127 4 темплату екранується від дії ультрафіолетового опромінення. Така дія забезпечує іонізацію опроміненних часток випаренної речовини і надає змогу їм досягати електричне зарядженої поверхні темплата та конденсуються на ній, формуючи ділянки надгратки. Під дією локальних полів поблизу вільної поверхні плівки, величина напруженості яких залежить від координат точки поверхні, формується просторово-неоднорідний рух випарених іонізованих частинок речовини (наночастинок, композитів "органіка-неорганіка" та біологічних об'єктів), густина струму якого змінюється у відповідності до величини напруженості електричного поля. Енергетичний рельєф темплату формує просторову організацію нанооб'єктів на його поверхні, яка контролюється відповідними оптичними методами [8]. Схема формування на поверхні темплату системи впорядковано-розташованих кластерів при напиленні речовини у вакуумі наведена на Фіг. Тут a - експозиція інтерференційним полем зарядженої плівки фотопровідника; б - утворення захоплених зарядів при експозиції; в - адсорбція речовини у пучностях електричного поля та утворення кластерів. 1 - фотопровідний шар; 2 - електропровідна підкладинка; 3 - жорстка основа, 4 - захоплений електричний заряд, просторово модульований освітленням; 5 - адсорбовані нанокластери. 1. Третьяков Ю.Д. Красная книга микроструктур новых функциональных материалов. МГУ им. М.В. Ломоносова. Москва. 2006. 2. Goddard W.A., Brenner D.W., Lyshevski S.E., lafrate G.J. Handbook of Nanoscience, Engineering, and Technology. Boca-Raton-London-New YorkWashington, D.C. 2003. 3.Nalwa H.S. Encyclopedia of Nanoscience and Nanotechnology, V. X. P. 1-18., 2004. 4. Раков Э.Г. Нанотрубки и фуллерены. Университетская книга, Москва, Логос. 2006. 5. Первак В.Ю., Шпак А.П., Первак Ю.О., Куницька Л.Ю. Фізика фотонних кристалів, Київ, Академперіодика, 2007. 6. Ю.М. Барабаш, Д.А. Гринько, М.А. Заболотный и др. Голографический способ исследования и контроля фотоэлектретных свойств фототермопластических материалов на основе полимерных полупроводников. Авт.Св. СССР №1089549 от 3.01.1984. 7. М.Ю. Баженов, Ю.М. Барабаш, М.А. Заболотный, B.C. Сологуб. Способ регистрации оптической информации на пленках полимерных полупроводников. Авт.Св. СССР №1529976 от 15.09.1989. 8. Bortchagovsky E.G., Heimel J., Fuchs H., Fischer U.C. Dual wavelength SNOM imaging of monolayers of J-aggregated cyanine dye molecules. J. Kor. Phys. Soc. 47, 48-55. 2005. 5 Комп’ютерна верстка М. Мацело 55127 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601