چهارشنبه, ۱۴ تیر ۱۳۸۵

نوشتن نانو ساختارهای پلیمری با نانولیتوگرافی گرمایی

محققان آزمایشگاه تحقیقاتی Naval و مؤسسه فناوری جورجیا در ایالات متحده، از نانولیتوگرافی گرمایی قلم غوطه‌ور(tDPN) برای نوشتن نانوساختارهای پلیمری روی یک زیر لایه استفاده کردند. این، اولین تلاش در به کارگیری این فناوری با جوهر رسانایی پلیمری می‌باشد.
Lioyd Whitman از آزمایشگاه تحقیقاتی Naval گفت: اگر چه روش‌های مرسوم DPN قبلاً برای نوشتن نانوساختارهای پلیمری استفاده شده بودند، اما ساختارهای نوشته شده در مقایسه با ساختارهای tDPN خیلی نامرتب بوده و نوشتن آنها وقت بیشتری می‌گیرد. در حال حاضر ما به دنبال استفاده از این روش برای نوشتن یا رسوب دادن مستقیم بر روی محدوده وسیعی از مواد نوری و الکترونیکی می‌باشیم.
در تکنیک tDPN از یک پایه میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) با یک گرم کن سوزنی که درون پایه تعبیه شده است و جوهری که در دمای اتاق جامد است استفاده می‌شود. گرم کردن نوک سوزنی، سبب ذوب شدن جوهر و رسوب آن با دقت بسیار بالا روی سطح می‌شود. برای پلیمرها، این روش می‌تواند هم ابعاد فیزیکی و هم جهت‌گیری مواد را کنترل کند.
Whit Man و همکارانش لایه‌ای از پلیمر رسانایی دودسیل تیوفن (PDDT) را روی سطح اکسید سیلیکون رسوب دادند. آنها نانوساختارهایی با ابعاد کمتر از ۸۰ نانومتر تولید کرده و با کنترل لایه به لایه، روکشی با ضخامت حدود ۶/۲ نانومتر به دست آوردند. محققان همچنین توانستند جهت‌گیری زنجیرهای پلیمری را نیز کنترل کنند.
PDDT امیدهایی را در زمینه اجزای الکترونیک آلی به وجود آورده و می‌تواند در زمینه‌هایی مانند ترانزیستورها، تجهیزات فوتوولتائیک و آشکارسازهای ویدئویی کاربرد داشته باشد. اجرای این طرح به درجه مرتب‌سازی و جهت‌گیری مولکول‌ها در لایه پلیمری بستگی دارد که کنترل آن مشکل است. این گروه تحقیقاتی موفق شدند، نانوساختارهای پلیمری را با کنترل لایه به لایه ضخامت با استفاده از tDPN رسوب دهند. در این فرآیند از گرمای موضعی بالا برای ایجاد نظم‌پذیری و جهت‌گیری پلیمر استفاده شد.
این پژوهشگران تمایل دارند تا روش DPN را برای رسوب دادن فلزات و مواد الکترونیکی و اپتوالکترونیکی بدون نیاز به جوهرهای با فشار بخار بالا و حلال‌های فرار یا رطوبت مورد استفاده قرار دهند.
Whitman می‌گوید: با استفاده از تیغه AFM و یک گرم کن متصل به آن می‌توان جوهرهای جامد را با کنترل دقیق در حین رسوب در محدوده وسیعی از محیط‌ها رسوب داد. ما نیز اخیراً موفق به رسوب دادن فلز ایندیم شده‌ایم.
این دانشمندان هم اکنون در حال تکمیل مطالعه رسوب پلیمرها رویSi(001) در خلاء بسیار بالا هستند. هدف نهایی آنها استفاده از tDPN برای رسوب دادن مستقیم تمام موادی است که برای الگوسازی و مطالعه طرح‌های الکترونیکی مورد نیاز هستند.
این محققان نتایج کار خود را در Journal of the American Chemical Society به چاپ رسانده‌اند.