引言

隨著納米結構表面和界面在廣泛的科學和技術應用中變得越來越重要，確定可擴展和廉價的方法來實現這些變成了一個關鍵的挑戰。特別是有序、非密集、表面支撐的金屬納米顆粒的大面積陣列的制造，由于其在不同領域如等離子體增強薄膜太陽能電池中的應用，已經獲得了廣泛的興趣。為此，我們可以使用BCP薄膜，其能夠自發地采用包含離散納米疇的周期性形態。

因為在這種情況下圖案的產生是通過分子自組裝實現的，所以包含密集封裝的納米尺寸特征的BCP模板可以以快速、可擴展和廉價的方式實現。然而，先決條件是組成聚合物嵌段在一種或多種性質上足夠不同，從而允許差異和目標納米平版印刷加工。目前英思特已經證明了使用BCPs結合更常規的納米制造技術來產生金屬NP陣列的幾種策略。

實驗與討論

通過在室溫(21℃)下混合hPS、PS-b-P2VP和甲苯，將密封小瓶加熱至60℃并保持該溫度，持續攪拌60分鐘。在確定RIE I-III中選擇的堆材料的標稱時間平均er和ER選擇性時，英思特進行了一些初步的RIE試驗。

在灰化(高功率，2分鐘)Si(100)晶片后，通過旋涂(6000 rpm)施加PVA層，然后軟烘烤(110℃，4分鐘)。接下來，在旋涂(6000rpm)BCP膜之前，通過電子束蒸發沉積一層SiOx并灰化(低功率，2分鐘)。

在嘗試預期的剝離方案之前，英思特對選定的RIE I-III工藝進行了評估，其明確目的是建立我們所選材料的ER，并驗證可以實現材料之間足夠高的ER再現性和選擇性。為了證明BCP膜中的SISR誘導的浮雕圖案確實可以轉移到下面的SiOx層，我們使用標準的SiO2 RIE配方，將35nm min-1的ER應用于一系列堆疊的樣品。

圖1：掃描電鏡檢查的HSQ層在一個堆棧中的初組成

我們觀察到HSQ層的圖案化，研究解釋為SISR沒有產生完全開放的孔(圖1)。SISR包括室溫下將樣品浸入乙醇30分鐘，然后用N2槍干燥。由于所應用的RIE配方包含氧，所以它可能不太適合于實現高ER SiOx和BCP模板之間的選擇性。

因此，BCP到SiOx圖案的轉移被分成兩個連續的步驟:(1)初始的“去浮渣”步驟(RIEI)，（2）在專用無氧SiOx蝕刻(RIE)之前，除去BCP孔底部的殘留聚合物。

結論

英思特展示了使用(PS-b-P2VP+hPS)/SiOx/PVA疊層產生表面支撐金屬NP陣列的水基剝離方案。BCP薄膜采用了在PS基質中由六邊形有序、非緊密堆積的P2VP球體單層組成的形態。由此獲得由P2VP疇中的凹陷組成的表面浮雕圖案，并隨后通過一系列RIE步驟轉移到下面的SiOx和PVA層。

通過使用相當薄的BCP模板產生的包含垂直取向的高縱橫比納米孔陣列的大面積分層光刻掩模，在金屬沉積之后，將犧牲PVA層溶解在水中，實驗結果在基底上獲得密集的、高度有序的離散金屬NP陣列。

審核編輯 黃宇