p A demanda cada vez maior por desempenho aprimorado em dispositivos eletrônicos, como células solares, sensores e baterias são acompanhados pela necessidade de encontrar maneiras de fazer componentes elétricos menores. Várias técnicas foram propostas para criar minúsculos, estruturas em nanoescala em silício, mas esses tipos de "nanopadrões" tendem a envolver baixo rendimento, abordagens de alto custo não adequadas à produção em grande escala. Sivashankar Krishnamoorthy e colegas do Instituto A * STAR de Pesquisa e Engenharia de Materiais encontraram agora um método simples e robusto para nanopadronizar toda a superfície de um wafer de silício. p A técnica de Krishnamoorthy explora as propriedades de automontagem de nanopartículas poliméricas, conhecido como micelas reversas. Essas partículas não convencionais têm uma estrutura que consiste em um núcleo polar e uma camada externa de "braços" não polares. As micelas reversas podem formar matrizes altamente ordenadas na superfície de uma pastilha de silício. O 'revestimento' resultante pode ser usado como uma máscara litográfica para mascarar a superfície de silício durante o processo de corrosão.

p Embora outros grupos tenham desenvolvido abordagens semelhantes em estudos anteriores, Krishnamoorthy e colegas de trabalho são os primeiros a desenvolver um processo que pode padronizar toda a superfície de um wafer de silício com nanoestruturas altamente uniformes (veja a imagem). Os autores desenvolveram um método para quantificar as variações da nanoestrutura em grandes áreas usando ferramentas ópticas simples, pavimentando o caminho para a nanometrologia de alto rendimento.

p Em uma melhoria adicional ao processo, os pesquisadores expuseram a camada de polímero auto-montada a um vapor de cloreto de titânio. O cloreto de titânio se acumula seletivamente dentro do núcleo polar de cada micela. Uma explosão de plasma de oxigênio remove o polímero para deixar um padrão de minúsculos pontos de óxido de titânio. Este processo converte um molde orgânico macio em uma máscara inorgânica rígida muito mais adequada para gravar características ultrafinas no silício, produzindo matrizes de nanopilares com menos de 10 nanômetros de distância.

p Espera-se que as descobertas sejam altamente adaptáveis. “Embora tenhamos demonstrado o processo de criação de nanopilares de silício, é muito versátil e pode ser facilmente estendido para alcançar nanopadrões da maioria dos outros materiais, por exemplo, metais, semicondutores e polímeros por meio de pós-processamento apropriado dos modelos de copolímero iniciais, ”Explica Krishnamoorthy. "Outros padrões além dos nanopilares também poderiam ser criados, dependendo do processamento de transferência de padrão empregado. "

p Krishnamoorthy e sua equipe já estão explorando as aplicações potenciais de sua técnica. “Atualmente, estamos utilizando este processo para criar nanodispositivos para detecção, armazenamento de dados, e aplicações de energia, como baterias e células solares, ”Krishnamoorthy diz.