Processamento de moldes micro- e nanoestruturados para o crescimento de nanofios por meio de litografia de varredura por sonda

Abstract

Neste trabalho, foram estabelecidas rotinas reprodutíveis para o processamento de padrões regulares em escala submicrométrica em filmes finos poliméricos utilizando a litografia de varredura por sonda (um dos modos de operação de um microscópio de varredura por sonda – SPM). Foram utilizadas sondas de silício para realizar as matrizes de furos no modo de aragem dinâmica (dynamic plowing). Após, a ponta foi trocada para a visualização das matrizes no modo de contato intermitente. As rotinas de padronização foram aplicadas em filmes finos de PMMA de diferentes pesos moleculares e espessuras, depositados por spin coating, otimizando estes dois parâmetros para a formação de máscaras na forma de grade de furos. O diâmetro e a profundidade dos furos e também a altura e largura das deformações aos seus arredores foram investigados em função da força de interação e do tempo de ação da sonda, bem como da espessura dos filmes e peso molecular dos polímeros. Uma vez otimizados os procedimentos básicos, as rotinas desenvolvidas foram aplicadas no processamento de moldes para o crescimento de arranjos regulares de nanofios de ZnO.

In this work, were established reproducible routines for the processing of regular patterns in sub micrometric scale in polymers thin films by used of the scanning probe lithography (one mode of operation of a scanning probe microscope - SPM). Were used silicon probes to perform the matrices of holes in dynamic plowing mode. After, the tip was changed for the visualization of the matrices in tapping mode. The routines of patterning were applied in PMMA thin films of different molecular weights and thicknesses, deposited by spin coating, optimizing these two parameters for the formation of masks in the form of grating of holes. The diameter and the depth of the holes and also the height and width of the deformations to its outskirts were investigated in function of the force interaction and the time action of the probe, well as of the thickness of the films and molecular weight of polymers. A time optimized the basic procedures, the routines developed were applied in the processing of molds for the growth of regular arrangements of ZnO nanowires.