Механическая сканирующая зондовая нанолитография: моделирование и применение

The paper presents a study on modeling the mechanical interaction between the tip of a scanning atomic force microscope (AFM) and surfaces of various types, which makes it possible to optimize parameters and modes for mechanical AFM nanolithography. The practical assessment of mechanical nanoprobe lithography based on the method of a direct surface patterning was carried out during fabrication of functional elements for molecular electronics. Polymethine dye nanowires of a specified configuration and the cross-section 3×20 nm have been successfully formed in a multilayer polytetrafluoroethylene/gold/silicon nanostructure.В роботі представлено моделювання механічної взаємодії вістря скануючого атомно-силового мікроскопа (АСМ) з поверхнями різних типів, що дає можливість оптимізувати параметри і режими для механічної АСМ нанолітографії. Реалізовано прототип механічної нанозондової літографії за методом прямого нанесення зображення на поверхню при виготовленні функціональних елементів молекулярної електроніки. Зокрема в багатошаровій наноструктурі политетрафторетилен/золо-то/крем¬ній сформовані нитки поліметинового барвника перерізом 3х20 нм.В работе представлено моделирование механического взаимодействия острия сканирующего атомно-силового микроскопа (АСМ) с поверхностями различных типов, что дает возможность оптимизировать параметры и режимы для механической АСМ нанолитографии. Реализовано прототип механической нанозондовой литографии методом прямого нанесения изображения на поверхность при изготовлении функциональных элементов молекулярной электроники. В частности в многослойной наноструктуре политетрафторетилен / золото / кремний сформированы нити полиметиновых красителей сечением 3х20 н

Protective applications of vacuum-deposited perfluoropolymer films

The paper summarizes in brief applications of perfluoropolymer thin films deposited from the gas phase by several different methods, for protection of various materials and devices both at the research stage and already in industry. Perfluoropolymer films protect from corrosion coated metals, attain superhydrophobic properties to various surfaces, enhance the lifetime of medical implants, passivating the surface of semiconductors, protect functional layers in organic light emitting diodes, field effect transistors etc. Organic molecules in the PTFE matrix revealed extreme stability and presents the new material for optical applications

In situ investigation of gold nanoclusters growth in polymer matrices

Polytetrafluoroethylene (PTFE) and polyparaphenylene sulphide (PPS) films were filled with gold (Au) nano-clusters by co-deposition in a vacuum. Multi-component film, filled simultaneously with Au and dye was deposited for the first time. Film formation was studied using optical absorptionПлівки політетрафторетилену та поліпарафеніленсульфіду було наповнено нанокластерами золота та барвника методом сумісного випаровування в вакуумі. Формування плівок було досліджено, застосовуючи оптичну спектроскопію. Було знайдено значні перетворення оптичних спектрів у процесі росту плівок, які пов’язані з ростом кластерів золота та їх агрегатів. Обробка пари плазмою у процесі нанесення плівок призвела до формування менших, але більш агрегованих кластерів золота. В трикомпонентних плівках нанокластери золота виявили сферичну форму.Пленки политетрафторетилена и полипарафениленсульфида были наполнены нанокластерами золота и красителя методом совместного испарения в вакууме. Формирование пленок было исследовано, используя оптическую спектроскопию. Были найдены значительные преобразования оптических спектров в процессе роста пленок, связанные с ростом кластеров золота и их агрегатов. Обработка пара плазмой в процессе нанесения пленок привела к формированию меньших, но более агрегированных кластеров золота. В трехкомпонентных пленках нанокластеры золота проявили сферическую форму

High-density data recording via laser thermo-lithography and ion-beam etching

Pits 250 – 300 - nm wide were obtained on the surface of thin organic nanocomposite film using master-disc laser-burning station with 405 nm laser beam focused by 0.85 NA lens. The film with obtained pits was used as a mask for subsequent reactive ion-beam etching of glass substrate. Finally, 150 – 200-nm pits were performed on the substrate surface. Nanocomposite films were based on organic positive photoresist with a dye inclusions. This dye is characterized by wide absorption band within the spectral region 390–410 nm and can be evaporated by laser irradiation with the wavelength 405 n

Mechanical scanning probe nanolithography: modeling and application

The paper presents a study on modeling the mechanical interaction between the tip of a scanning atomic force microscope (AFM) and surfaces of various types, which makes it possible to optimize parameters and modes for mechanical AFM nanolithography. The practical assessment of mechanical nanoprobe lithography based on the method of a direct surface patterning was carried out during fabrication of functional elements for molecular electronics. Polymethine dye nanowires of a specified configuration and the cross-section 3×20 nm have been successfully formed in a multilayer polytetrafluoroethylene/gold/silicon nanostructure

The influence of temperature on optical properties of merocyanine dye thin films

Merocyanine dye thin films have been investigated using optical microscopy methods. The films were deposited using the method of thermal evaporation. The influence of substrate type and temperature on optical properties and spatial orientation of molecules in the above films has been studied. The influence of annealing on structural reorientation of molecules in thermally deposited dye films has been determined

Photochromic properties of composite films of thermally irreversible diarylethenes and fulgimides in polytetrafluoroethylene matrix

Photochromic polymeric thin films have been prepared by vacuum codeposition of polytetrafluoroethylene (PTFE) and thermally irreversible photochromic compounds: the cyclopentene derivative of diarylethene and fulgimide. Their photochromic properties were studied using the spectral-kinetic method as compared with polymethyl methacrylate (PMMA) films filled with the same photochromic compounds prepared using the spin coating method. The films prepared using codeposition in vacuum are characterized by photochromic properties acceptable for recording media for 3D optical memor

Morphology of sulphur-terminated compound deposits condensed on different substrates in vacuum

Thin films of new sulphur-terminated organic compounds were deposited by evaporation in vacuum onto the glass, silicone, gold and polytetrafluoroethylene substrates. The influence of compound chemical structure and substrate type on morphology of the condensed solid was studied using atomic force microscopy. The significant difference in morphology of the same dye but deposited on various substrates was found

Optical and unique photovoltaic properties of 2-cyano-3-(4-dimethylaminophenyl)-2-propentioamide dye deposited on the gilded substrate

Optical, dark electrical and photoelectrical properties of the organic dye 2-cyano-3-(4- dimethylaminophenyl)-2-propentioamide (solutions in different solvents and films obtained by vacuum deposition of the dye layer on quartz and gilded quartz substrates) were studied. In the case of dye films deposited on the gilded substrate new effects have been noted as compared with solutions and films deposited on glass substrates. It is argued that these effects could be related to the ordering of the dye molecule dimers with possible aggregate formation in films induced by interaction with gilded substrate. The observed effects can be used for development of a new type of solar cell as well as for design of molecular photovoltaic elements for nanoelectronics and nanophotonics.Досліджено оптичні, темпові та фотоелектричні властивості органічного барвника 2-ціано-3-(4-диметиламінофеніл)-2-пропентіоамід (розчини у різних розчинниках та плівки, нанесені методом вакуумного випаровування як на кварцові, так і позолочені кварцові підкладинки). У випадку плівок барвника, нанесеного на позолочену підкладинку, з’являються нові ефекти у порівнянні з розчинами барвника або ж плівками, нанесеними на скло. Припускається, що ці ефекти пов’язані з певним просторовим упорядкуванням димерів молекул барвника і, можливо, утворенням агрегатів, що спричинено взаємодією з позолоченою підкладинкою. Ефект, що спостерігається, може бути використаний як для створення нового типу елементів сонячних батарей, так і для дизайну молекулярних фотовольтаїчних елементів для наноелектроніки та нанофотоніки.Исследованы оптические, темповые и фотоэлектрические свойства органического красителя 2-циано-3-(4-диметиламинофенил)-2-пропентиоамид (растворы в разных растворителях и пленки, нанесенные методом вакуумного испарения как на кварцевые, так и на позолоченные кварцевые подложки). В случае пленок красителя, нанесенного на позолоченную подложку, появляются новые эффекты по сравнению с растворами красителя или пленками, нанесенными на стекло. Предполагается, что эти эффекты связаны с определенным пространственным упорядочением димеров молекул красителя и, возможно, образованием агрегатов, вызванным взаимодействием с позолоченной подложкой. Наблюдаемые эффекты могут быть использованы как для создания нового типа элементов солнечных батарей, так и для дизайна молекулярных фотовольтаических элементов для наноэлектроники и нанофотоники