Les copolymères à blocs (BCP) sont l'alternative la plus attrayante à ce jour pour la fabrication de structures périodiques complexes bien définies avec des échelles de longueur inférieures à 100 nm. De telles petites structures pourraient être utilisées dans un large éventail d'applications technologiques, mais les méthodes actuellement disponibles sont très coûteuses, surtout lorsque ces structures présentent des échelles de longueur inférieures à 20 nm.
Un travail mené par le groupe Nanostructures phononiques et photoniques de l'Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia (ICN2) propose une nouvelle méthode pour produire des réseaux périodiques hexagonaux avec une haute fidélité tout en réduisant le temps et les coûts. Le professeur de recherche ICREA Dr Clivia M. Sotomayor Torres et Dr Claudia Simão ont mené, avec les auteurs énumérés ci-dessous, un ouvrage publié dans le dernier numéro de Nanotechnologie et article de couverture en vedette.
La méthodologie consiste à in situ lithographie par nanoimpression assistée par solvant de copolymères à blocs, une technique qui combine une approche descendante - la lithographie par nanoimpression - avec une approche ascendante - les copolymères blocs auto-assemblés (bottom-up). Le processus est assisté par des vapeurs de solvant pour faciliter l'impression et l'auto-assemblage simultané de BCP à paramètres Flory-Huggins élevés, ceux qui produisent des caractéristiques de taille inférieure à 15 nm, dans ce qu'on a appelé la lithographie par nanoimpression assistée par vapeurs de solvant (SAIL).
SAIL est une technique évolutive qui a montré son efficacité sur une grande surface de plaquettes allant jusqu'à 4 pouces carrés. L'échantillon résultant a été analysé à l'aide de différentes méthodes, y compris la microscopie électronique à balayage à émission de champ (FE-SEM) et la diffusion des rayons X aux petits angles à incidence rasante (GISAXS). Cette dernière a été réalisée à la source lumineuse synchrotron Diamond (Royaume-Uni) et a permis de caractériser les caractéristiques structurelles des surfaces polymères nanostructurées. C'est la première fois que GISAXS est utilisé pour analyser un échantillon BCP à nanoempreinte directe.
Les résultats obtenus avec SAIL ont démontré une amélioration de l'ordre du réseau nanodot allant jusqu'à 50 %. C'est un petit prix, technique évolutive et rapide qui rapproche les BCP auto-assemblés de leur application industrielle. Ces matériaux polyvalents sont très intéressants pour des applications telles que les dispositifs de stockage, nano-électronique, diélectriques à faible k ou applications biochimiques.
