Litografia de nanoesferas para obtenção de moldes secundários poliméricos eletrodepositados em sílicio

Abstract

Este trabalho introduz uma nova técnica de nanoestruturação de materiais baseado em litografia de nanoesferas, que permite a eletrodeposição, em silício, de redes ordenadas de esferas, usando moldes secundários de polipirrol. Embora a viabilidade da técnica já tivesse sido demonstrada para uso em substratos metálicos, foi necessário adaptá-la aos propósitos do grupo, que se utiliza de substratos semicondutores visando a caracterização das propriedades de transporte em nanoestruturas magnéticas. Foi desenvolvida uma metodologia original baseada em spin-coating com confinamento hidrofóbico, que garante a produção de máscaras coloidais de uma ou duas camadas, em grandes áreas e com espessura homogênea. Desenvolveu-se, também, um método de monitoramento da qualidade das máscaras produzidas, que pode ser realizado, in loco e rotineiramente, com o uso de um microscópio ótico. Demonstrou-se que a melhor rota de fabricação envolve o uso de substratos de silício tipo-n, sobre o qual constrói-se a rede de PPy/Cl por fotoeletrooxidação. Verificou-se que a eficiência do processo de polimerização gira em torno de 70% e que a matriz coloidal de poliestireno atua como catalisadora do processo de polimerização, induzindo um crescimento conformacional do pirrol sobre as esferas coloidais. Resultados preliminares de preenchimento do molde secundário por eletrodeposição de cobalto demonstram que esse método se aplica à fabricação de estruturas ordenadas metálicas em silício e sugerem estratégias de otimização do processo para trabalhos futuros.