In this study, we investigate the orientation control of the organic supramolecular columns, which form the hexagonally aligned cylindrical nanostructures with 4.75 nm diameter, using high resolution guiding patterns. By the bottom-up lithography based on block copolymers, the guiding patterns were fabricated with small pattern width (< 50 nm), which is much smaller than that of conventional guiding patterns fabricated by top-down lithography (> 1000 nm). Characterized by atomic force microscopy (AFM), we confirm that high resolution guiding patterns can control the orientation of the supramolecular columns into parallel or perpendicular to the pattern axis by the variation of the film thickness. Due to strong guiding effect from high resolution patterns, the alignment in the curved patterns exhibited improved bending morphology relative to that of previous work. In combination with the directed self-assembly of block copolymers, these high resolution guiding patterns are expected to be the method for unidirectional nanopatterns over a large area, nanostructures formation with complex geometries for various applications, and orientation control with long-range lateral order above the patterned area.
본 연구에서는 고해상도 패턴을 사용하여 직경 4.75 nm의 원통 구조가 육각형 형태로 자기 조립하는 유기 초분자 기둥의 방향 제어에 대해 조사하였다. 블록 공중합체 기반의 상향식 리소그래피 방식을 이용해 하향식 리소그래피 방식으로 제작된 기존 패턴의 너비보다 (> 1000 nm) 좁은 패턴 너비를 (< 50 nm) 가지는 패턴을 제작하였다. 원자간력현미경을 통해 고해상도 패턴에서 필름의 두께에 따라 초분자 기둥의 방향을 패턴 축에 대하여 평행 또는 수직하게 제어할 수 있음을 확인하였다. 고해상도 패턴의 강한 배열 유도 효과로 인해 휘어진 패턴에서의 배열이 기존 연구 결과보다 더 잘 휘어지는 것을 관찰하였다. 블록 공중합체 유도 자기조립 기술과 결합하여 해당 고해상도 패턴이 대면적 단방향 나노패턴, 다양한 응용을 위한 복잡한 형태의 나노 구조체 형성, 패턴 영역을 덮는 장주기 래터럴 오더를 위한 방향 제어에 대한 해결 방안이 될 것으로 예상된다.
