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Erschienen in: Colloid and Polymer Science 11/2011

01.07.2011 | Original Contribution

Patterning nanocluster polystyrene brushes grafted from initiator cores on silicon surfaces by lithography processing

verfasst von: Jem-Kun Chen, Ai-Ling Zhuang

Erschienen in: Colloid and Polymer Science | Ausgabe 11/2011

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Abstract

In this study, we formed grafted polystyrene (PS) brushes possessing nanocluster structures through atom transfer radical polymerization from initiator cores presented on Si surfaces that had been generated using reactive ion etching (RIE). We established the surface grafting polymerization kinetics of the nanoclustered PS chains on the Si surfaces to fit their experimentally determined thickness (ellipsometry) and number-average molecular weight (M n) of “free” PS (gel permeation chromatography). The propagation rate (k p) and active grafting species deactivation rate (k d) were obtained from reactions involving styrene concentrations from 0.2 to 2 M. We also used scanning electron microscopy to observe the morphologies of the PS grafted to the surfaces after various reaction times at various styrene concentrations. The PS brushes grafted onto the Si surfaces under styrene concentrations of 0.2, 0.5, 1, and 2 M exhibited clustered structures having cluster diameters of 12, 28, 42, and 45 nm, respectively; from these observations, we calculated the critical grafting density. In addition, we generated highly dense, well-defined patterns of PS on patterned Si(100) surfaces through the use of a very-large-scale integration process involving electron beam lithography and RIE. We employed the RIE system to generate a high density of reactive species at the bottom of the trenches for graft polymerization. After 21 h of grafting, AFM imaging revealed dense line patterns of nanoclustered PS.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Stoykovich MP, Müller M, Kim SO, Solak HH, Edwards EW, de Pablo JJ, Nealey PF (2005) Science 308:1442–1446CrossRef Stoykovich MP, Müller M, Kim SO, Solak HH, Edwards EW, de Pablo JJ, Nealey PF (2005) Science 308:1442–1446CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Yu CJ, Gao H, Yu HY, Jiang HQ, Cheng GJ (2009) Appl Phys Lett 95:091108CrossRef Yu CJ, Gao H, Yu HY, Jiang HQ, Cheng GJ (2009) Appl Phys Lett 95:091108CrossRef
7.
9.
Zurück zum Zitat Gang Lu, Li Yi-Min, Chun-Hua Lu, Zhong-Zi Xu (2010) Colloid Polym Sci 288:1445–1455CrossRef Gang Lu, Li Yi-Min, Chun-Hua Lu, Zhong-Zi Xu (2010) Colloid Polym Sci 288:1445–1455CrossRef
10.
11.
Zurück zum Zitat Chen JK, Hsieh CY, Huang CF, Li PM, Kuo SW, Chang FC (2008) Macromolecules 41:8729–8736CrossRef Chen JK, Hsieh CY, Huang CF, Li PM, Kuo SW, Chang FC (2008) Macromolecules 41:8729–8736CrossRef
13.
14.
Zurück zum Zitat Kim P, Lee SE, Jung HS, Lee HY, Kawai T, Suh K (2006) Lab Chip 6:54–59CrossRef Kim P, Lee SE, Jung HS, Lee HY, Kawai T, Suh K (2006) Lab Chip 6:54–59CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Paul KE, Prentiss M, Whitesides GM (2003) Adv Funct Mater 13:259–263CrossRef Paul KE, Prentiss M, Whitesides GM (2003) Adv Funct Mater 13:259–263CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Husemann M, Mecerreyes D, Hawker CJ, Hedrick JL, Shah R, Abbott NL (1999) Angew Chem Int Ed 38:647–649CrossRef Husemann M, Mecerreyes D, Hawker CJ, Hedrick JL, Shah R, Abbott NL (1999) Angew Chem Int Ed 38:647–649CrossRef
17.
Zurück zum Zitat Ahn SJ, Kaholek M, Lee W-K, LaMattina B, LaBean TH, Zauscher S (2004) Adv Mater 16:2141–2145CrossRef Ahn SJ, Kaholek M, Lee W-K, LaMattina B, LaBean TH, Zauscher S (2004) Adv Mater 16:2141–2145CrossRef
18.
Zurück zum Zitat Kaholek M, Lee W-K, LaMattina B, Caster KC, Zauscher S (2004) Nano Lett 4:373–378CrossRef Kaholek M, Lee W-K, LaMattina B, Caster KC, Zauscher S (2004) Nano Lett 4:373–378CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Werne TAV, Germack DS, Hagberg EC, Sheares VV, Hawker CJ, Carter KRJ (2003) Am Chem Soc 125:3831–3838CrossRef Werne TAV, Germack DS, Hagberg EC, Sheares VV, Hawker CJ, Carter KRJ (2003) Am Chem Soc 125:3831–3838CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Xu FJ, Zhong SP, Yung LYL, Kang ET, Neoh KG (2004) Biomacromolecules 5:2392–2403CrossRef Xu FJ, Zhong SP, Yung LYL, Kang ET, Neoh KG (2004) Biomacromolecules 5:2392–2403CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Kizhakkedathu JN, Norris-Jones R, Brooks DE (2004) Macromolecules 37:734–743CrossRef Kizhakkedathu JN, Norris-Jones R, Brooks DE (2004) Macromolecules 37:734–743CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat Iwata R, Suk-In P, Hoven VP, Takahara A, Akiyoshi K, Iwasaki Y (2004) Biomacromolecules 5:2308–2314CrossRef Iwata R, Suk-In P, Hoven VP, Takahara A, Akiyoshi K, Iwasaki Y (2004) Biomacromolecules 5:2308–2314CrossRef
24.
25.
Zurück zum Zitat Husemann M, Morrison M, Benoit D, Frommer J, Mate CM, Hinsberg WD, Hedrick JL, Hawker CJJ (2000) Am Chem Soc 122:1844–1845CrossRef Husemann M, Morrison M, Benoit D, Frommer J, Mate CM, Hinsberg WD, Hedrick JL, Hawker CJJ (2000) Am Chem Soc 122:1844–1845CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Zhou F, Jiang L, Liu W, Xue Q (2004) Macromol Rapid Commun 25:1979–1983CrossRef Zhou F, Jiang L, Liu W, Xue Q (2004) Macromol Rapid Commun 25:1979–1983CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Chen JK, Chen ZY, Lin HC, Hong PD, Chang FC (2009) ACS Appl Mater Interfaces 1:1525–1532CrossRef Chen JK, Chen ZY, Lin HC, Hong PD, Chang FC (2009) ACS Appl Mater Interfaces 1:1525–1532CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Chen J-K, Hsieh C-Y, Huang C-F, Li P-MJ (2009) Colloid Interface Sci 338:428–434CrossRef Chen J-K, Hsieh C-Y, Huang C-F, Li P-MJ (2009) Colloid Interface Sci 338:428–434CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Shi YJ, Li XM, Tong L, Toukabri R, Eustergerling B (2008) Phys Chem Chem Phys 10:2543–2551CrossRef Shi YJ, Li XM, Tong L, Toukabri R, Eustergerling B (2008) Phys Chem Chem Phys 10:2543–2551CrossRef
31.
32.
33.
Zurück zum Zitat Watanabe H, Kilbey SM II, Tirrell M (2000) Macromolecules 33:9146–9151CrossRef Watanabe H, Kilbey SM II, Tirrell M (2000) Macromolecules 33:9146–9151CrossRef
Metadaten
Titel
Patterning nanocluster polystyrene brushes grafted from initiator cores on silicon surfaces by lithography processing
verfasst von
Jem-Kun Chen
Ai-Ling Zhuang
Publikationsdatum
01.07.2011
Verlag
Springer-Verlag
Erschienen in
Colloid and Polymer Science / Ausgabe 11/2011
Print ISSN: 0303-402X
Elektronische ISSN: 1435-1536
DOI
https://doi.org/10.1007/s00396-011-2450-8

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