ブロックコポリマーのPiFMイメージング

Molecular Vista

ブロック共重合体(BCP)フィルムの超分子自己組織化によって作製された、10-100nmの周期構造をPiFMにより観察しました。

ブロック共重合体(BCP)フィルムの超分子自己組織化は、ナノファブリケーションを光リソグラフィーの限界を超えて拡張し、10-100 nmの周期の周期構造を容易に作成できる技術です。そして高度な化学的特異性と空間分解能を備えた分析技術を要する研究領域です。自己組織化BCPパターンの特定のドメインと欠陥構造の直接空間化学イメージングは、材料、プロセス、およびパターン品質に関する貴重な情報を提供します。 実空間での現在の調査は、電子顕微鏡(EM)技術、原子間力顕微鏡、近接場光学に基づいていますが、すべて制限があります。 L0 = 45 nmのラメラBCP、PS-b-P2VPのこの画像セットは、DSAによって形成されたガイドされていない指紋パターンと平行線パターンの別々の領域を含むより複雑なサンプルでのPiFMの新しい分析および診断機能のデモを提供します。 十分なEMコントラストを実現するために、P2VPドメインを選択的に染色するのが一般的な方法です。 ただし、このような浸透または染色技術(または部分エッチング)は、ドメイン形状および/または境界プロファイルを変更または歪ませる可能性があります。 PiFMを使用すると、添加物やサンプルの変更は必要ありません。
 

 
PS-b-P2VPのラメラ領域。 (A)1447 cm-1、(B)1452 cm-1、(C)1469 cm-1、(D)1492 cm-1、および(E)1589 cm-1でのPiFMイメージング (E)に示した位置から取得したPiFMポイントスペクトルは、Siバックグラウンドに対して正規化されています。 (A)ではっきりと見える3つの結節のうちの1つの異なるスペクトル応答(緑の曲線)は、PSおよびP2VP以外の物質が存在する可能性があることを示唆しています。
 

 

 
PS-b-P2VPの有向自己集合(DSA)領域。 1492 cm-1(左)と1589 cm-1(右)のPiFM画像は、3D地形画像にオーバーレイされます。 これらの画像は、PSドメイン(左の画像の青い領域)が、尾根部とP2VPドメイン(右の青い領域)の上部(XPSの誘導線に起因するより高い地形)と谷(ピッチ乗算によって埋められる)にあり、設計どおりに尾根の両側にあります。
 

 
One of the earliest hyPIR imaging performed with Vista-IR on PS-b-P2VP sample, featured as a supplemental video for our Science Advances paper. The combined image highlights P2VP, PS, and contaminant in blue, green, and red tints. In this hyPIR image, there is a slight shift in the wavenumber (~10 cm-1) due to a calibration error. While the topography is not clear, the phase image correlates well with the P2VP image.

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