Новый метод позволяет отшелушивать молекулы с поверхности, создавая системы с определенной формой более эффективно, чем с помощью обычных методов литографии.

Удаление пластов молекул обеспечивает то, что новая методика позволяет получать молекулярные системы с элементами, размеры которых составляют около 40 нм. Такое разрешение больше, чем то, которого можно достичь с помощью метода литографии, который основан на нанесении молекул на поверхность. Более того, соединения, которые наносят просто на подложку, могут размываться, что приводит к нарушению граней наноузоров.

Исследователи, разработавшие новую методику, уверяют, что отшелушивания молекул с поверхности препятствует диффузии.

рис. 1. Новый тип литографии основан на том, что
функционализированный штамп из полидиметилсилоксана
с нанесенными на его поверхность алкантиолами (красные и
белые) наносится на золото и удаляется, что позволяет получать
поверхность нужного типа. (Рисунок из Science, DOI:
10.1126/science.1221774).

Ганг-Ю Лю (Gang-yu Liu) из Университета Калифорнии (Дэвис) отмечает, что хотя литография зарекомендовала себя в науке о материалах как способ нанесения микро- и наношаблонов на поверхности с большой площадью, Новый метод представляет собой другую привлекательную и многообещающую ипостась метода. Лю отмечает, что

новый подход, несомненно, найдет широкое применение.

Для получения систем нового типа исследователи из группы Анны Эндрюс (Anne M. Andrews) и Пола Вайсса (Paul S. Weiss) первоначально нанесли на золотую поверхность мономолекулярный слой алкантиолов с гидроксильными фрагментами. Затем с помощью обработки кислородной плазмой исследователи активировали штамп из полидиметилсилоксана [polydimethylsiloxane (PDMS)], такая обработка позволяет получить гидрофильные силоксильные группы на поверхности штампа.

Рис. 2. Поверхность, полученная новым литографическим
методом – изображение получено с помощью атомно-силового
микроскопа. Для получения структуры с колодцами,
изображенными на фотографии, применяли штамп с
ромбовидными элементами. (Рисунок из Science,
DOI: 10.1126/science.1221774).

При контакте штампа с тиольной пленкой образуются прочные связи между силоксильными группами шаблона и гидроксильными на монослое, покрывающем золото. Удаление штампа, таким образом, удаляет с поверхности слой тиолов, который прихватывает с собой атомы золота.

Вайсс поясняет, что

он давно предполагал, что при удалении тиолятов с поверхности золота в первую очередь разрываются связи золото-золото, а уже затем – золото-сера, и эксперименты подтвердили эту гипотезу.