Коллектив американских ученых предложил новаторский метод, скрытый под аббревиатурой STEPS (structural transformation by electrodeposition on patterned substrates – изменение структуры электроосаждением на структурированные подложки), который позволяет получить наноструктуры разнообразных форм без получения новых шаблонов.

Навряд ли хватит пальцев обеих рук, чтобы перечислить все существующие на данный момент методы получения массивов наноструктур, чья высота существенно превышает их ширину (так называемые HAR-структуры).

Обычно для получения таких структур необходимо изготовить кремниевый шаблон, используя весьма дорогостоящую и трудоемкую литографию и ионное травление. Однако это не единственные недостатки. Не менее существенно, что форма и размер кремниевого шаблона полностью определяют таковые у получаемых структур, поэтому даже для незначительного изменения размера или формы требуется изготовление нового шаблона, что, как уже говорилось, весьма обременительно.

Рис. 1. а) Схема получения модифицированных наноструктур. b) Слева наноструктура до модифицирования, справа – после. с) СЭМ-микрофотография массива конических наноструктур, полученного из массива цилиндрических структур. d) СЭМ-микрофотография изотропно деформированных конических структур.

Коллектив американских ученых предложил новаторский метод, скрытый под аббревиатурой STEPS (structural transformation by electrodeposition on patterned substrates – изменение структуры электроосаждением на структурированные подложки), который устраняет вышеописанные трудности. Для начала ученые получили реплику исходной структуры, изготовленную из эпоксидной смолы. Затем реплика была покрыта слоем благородного металла (золота или платины), толщиной 30–100 нм, нанесенным либо осаждением методом распыления, либо электронно-лучевым испарением.

Рис. 2. Распределение напряжений в Y-образном
образце до и после модифицирования.

Полученный слой выступает в роли рабочего электрода при нанесении слоя полипиррола, толщина которого зависит от подаваемого напряжения. При использовании рифленых структур, их можно модифицировать вдоль аппликаты, благодаря избирательному нанесению слоя металла, варьируя угол его осаждения. Таким образом удается получить структуры весьма разнообразных форм без получения новых шаблонов.

А как обстоят дела с механическими характеристиками полученных структур? Ведь известно, что HAR-структуры весьма хрупки, что ограничивает их практическое применение. Однако нанесение слоя полипиррола привело к механическому усилению структуры и двукратному снижению максимального напряжения.