Large-Scale Roll-to-Roll Fabrication of Vertically Oriented Block Copolymer Thin Films
Source abstract
Abstract
Large-scale roll-to-roll (R2R) fabrication of vertically oriented nanostructures via directed self-assembly of cylindrical block copolymer (c-BCP) thin films is reported. Nearly 100% vertical orientation of cylinders in sub-100 nm c-BCP films under optimized processing via a dynamic sharp temperature gradient field termed Cold Zone Annealing-Sharp or 'CZA-S' is achieved, with successful scale-up on a prototype custom-built 70 ft × 1 ft R2R platform moving at 25 μm/s, with 9 consecutive CZA units. Static thermal annealing of identical films in a conventional vacuum oven fails to produce comparable results. As a potential for applications, we fabricate high-density silicon oxide nanodot arrays from the CZA-S annealed BCP thin film template.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Block Copolymer Self-Assembly · Fluid Dynamics and Thin Films · Polymer Surface Interaction Studies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Polymer Engineering, The University of Akron, Akron, Ohio 44325, United States
Center for Functional Nanomaterials, Brookhaven National Laboratory, Upton, New York 11973, United States
Department of Chemistry, University of Arkansas at Little Rock, Little Rock, Arkansas 72204, United States
References (55)
Show source-provided references
1. Fasolka M. J. · Annu. Rev. Mater. Res. · 2001 · 31 · 32310.1146/annurev.matsci.31.1.323 ↗
2. Bates F. S. · Annu. Rev. Phys. Chem. · 1990 · 41 · 52710.1146/annurev.pc.41.100190.002521 ↗
3. Hamley I. W. · Prog. Polym. Sci. · 2009 · 34 · 116110.1016/j.progpolymsci.2009.06.003 ↗
4. Darling S. B. · Prog. Polym. Sci. · 2007 · 32 · 115210.1016/j.progpolymsci.2007.05.004 ↗
5. Marencic A. P. · Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. · 2010 · 1 · 27710.1146/annurev-chembioeng-073009-101007 ↗
6. Segalman R. A. · Mater. Sci. Eng., R · 2005 · 48 · 19110.1016/j.mser.2004.12.003 ↗
7. Kim H.-C. · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 14610.1021/cr900159v ↗
8. Cheng J. Y. · Nat. Mater. · 2004 · 3 · 82310.1038/nmat1211 ↗
9. Park M. · Science · 1997 · 276 · 140110.1126/science.276.5317.1401 ↗
10. Cheng J. Y. · Adv. Mater. · 2001 · 117410.1002/1521-4095(200108)13:15<1174::AID-ADMA1174>3.0.CO;2-Q ↗
11. Hawker C. · MRS Bull. · 2005 · 30 · 95210.1557/mrs2005.249 ↗
12. Lim H. S. · ACS Nano · 2012 · 6 · 893310.1021/nn302949n ↗
13. Urbas A. M. · Adv. Mater. · 2002 · 14 · 185010.1002/adma.200290018 ↗
14. Mistark P. · ACS Nano · 2009 · 3 · 398710.1021/nn901245w ↗
15. Shin D. O. · J. Mater. Chem. · 2010 · 20 · 724110.1039/c0jm01319f ↗
16. Jung Y. S. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 377610.1021/nl802099k ↗
17. Ross C. A. · Annu. Rev. Mater. Res. · 2001 · 2 · 20310.1146/annurev.matsci.31.1.203 ↗
18. Phillip W. A. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2010 · 2 · 84710.1021/am900882t ↗
19. Rösler A. · Adv. Drug Delivery Rev. · 2012 · 64 · 27010.1016/j.addr.2012.09.026 ↗
20. Shimomura M. · Curr. Opin. Colloid Interface Sci. · 2001 · 6 · 1110.1016/S1359-0294(00)00081-9 ↗
21. Meng Y. · Angew. Chem. · 2005 · 117 · 721510.1002/ange.200501561 ↗
22. Kimura M. · Langmuir · 2003 · 19 · 991010.1021/la0351360 ↗
23. Hong S. W. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 427810.1002/adma.201201279 ↗
24. Park S. · Science · 2009 · 103010.1126/science.1168108 ↗
25. Woo S. · Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. · 2012 · 109 · 140210.1073/pnas.1115803109 ↗
26. Bita I. · Science · 2008 · 321 · 93910.1126/science.1159352 ↗
27. Kim S. O. · Nature · 2003 · 424 · 41110.1038/nature01775 ↗
28. Ruiz R. · Science · 2008 · 321 · 93610.1126/science.1157626 ↗
29. Zhang X. · ACS Nano · 2010 · 4 · 702110.1021/nn102387c ↗
30. Park W. I. · Small · 2012 · 8 · 156310.1002/smll.201101960 ↗
31. Bates C. M. · Science · 2012 · 338 · 77510.1126/science.1226046 ↗
32. Han W. · Angew. Chem. · 2013 · 52 · 256410.1002/anie.201209632 ↗
33. Son J. G. · ACS Macro Lett. · 2012 · 1 · 127910.1021/mz300475g ↗
34. Borah D. · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2013 · 5 · 200410.1021/am302830w ↗
35. Bodycomb J. · Macromolecules · 1999 · 32 · 207510.1021/ma981538g ↗
36. Angelescu D. E. · Adv. Mater. · 2007 · 19 · 268710.1002/adma.200602904 ↗
37. Yager K. G. · Soft Matter · 2010 · 6 · 9210.1039/B916200C ↗
38. Berry B. C. · Nano Lett. · 2007 · 7 · 278910.1021/nl071354s ↗
39. Singh G. · Macromolecules · 2012 · 45 · 710710.1021/ma301004j ↗
40. Singh G. · ACS Nano · 2012 · 6 · 1033510.1021/nn304266f ↗
41. Pfann W. G. · Science · 1962 · 135 · 110110.1126/science.135.3509.1101 ↗
42. Lovinger A. J. · J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. · 1977 · 15 · 64110.1002/pol.1977.180150405 ↗
43. Mita K. · Polymer · 2008 · 49 · 514610.1016/j.polymer.2008.08.059 ↗
44. 10.1109/IMNC.2007.445630310.1109/IMNC.2007.4456303 ↗
45. Stafford C. M. · Rev. Sci. Instrum. · 2006 · 77 · 02390810.1063/1.2173072 ↗
46. Kim H. · J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. · 2001 · 39 · 66310.1002/1099-0488(20010315)39:6<663::AID-POLB1040>3.0.CO;2-K ↗
47. Beaucage G. · J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. · 2000 · 38 · 292910.1002/1099-0488(20001115)38:22<2929::AID-POLB80>3.0.CO;2-7 ↗
48. Gu X. · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 568810.1002/adma.201202361 ↗
49. Roth C. B. · Macromolecules · 2007 · 40 · 256810.1021/ma062864w ↗
50. Olayo-Valles R. · Macromolecules · 2005 · 38 · 1010110.1021/ma0509006 ↗
51. Cakmak, M.Electromagnetic Processing Line. US Patent App US 2012/0135156 A1, July 14, 2010.
52. Vu T. · Macromolecules · 2011 · 44 · 612110.1021/ma2009222 ↗
53. Park S. · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 68110.1002/adma.200701997 ↗
54. Xue C.-Y. · Langmuir · 2011 · 27 · 1341010.1021/la2029824 ↗
55. Torres J. M. · Macromolecules · 2011 · 44 · 904010.1021/ma201482b ↗