Block copolymer templated chemistry for the formation of metallic nanoparticle arrays on semiconductor surfaces

Chemistry of Materials

Volumn 19, Issue 21, 2007, Pages 5090-5101

  Aizawa, Masato ^a   Buriak, Julian M ^a  

^a UNIVERSITY OF ALBERTA   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BLOCK COPOLYMERS; HYDROFLUORIC ACID; METAL IONS; MICELLES; REDUCTION; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS;

METAL INTERCONNECTS; PHOTOELECTROCATALYSIS; POLYMER REMOVAL; SEMICONDUCTOR SURFACES;

NANOPARTICLES;

EID: 35548938920     PISSN: 08974756     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm071382b     Document Type: Article

References (113)

1. Gwyn, C. W.; Stulen, R.; Sweeney, D.; Attwood, D. J. Vac. Sci. Technol. B 1998, 76, 3142.
2. Chou, Stephen, Y.; Keimel, C.; Gu, J. Nature 2002, 417, 835.
3. Miyatake, T.; Li, X.; Hirose. S.; Monzen, T.; Fujii, K.; Suzuki, K. J. Vac Sci. Technol. B 2001, 19, 2444.
4. (a) Marrian, C. R. K.; Tennant, D. M. J. Vac Sci. Technol. A 2003, 27, S207.
5. (b) Pashkin, Y.; Nakamura, Y.; Tsai, J. S. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 2256.
6. (c) Liu, K.; Avouris, P.; Bucchignano, J.; Martel, R.; Sun, S.; Michl, J. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 865.
7. (d) Craighead, H. G. Science 2000, 290, 1532.
8. (e) Ito, T.; Okazaki, S. Nature 2000, 406, 1027.
9. Matsui, S.; Kaito, T.; Fujita, J.-i.; Komuro, M.; Kanda, K.; Haruyama, Y. J. Vac. Sci. Technol. B 2000, 18, 3181.
10. (a) Ginger, D. S.; Zhang, H.; Mirkin, C. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 30.
11. (b) Hong. S.; Mirkin, C. A. Science 2000, 288, 1808.
12. (c) Lenhert, S.; Sun, P.; Wang, Y.; Fuchs, H.; Mirkin, C. A. Small 2007, 3, 71.
13. (d) Li, Y.; Maynor, B. W.; Liu, J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2105.
14. (e) Nyamjav, D.; Ivanisevic, A. Adv. Mater. 2003, 15, 1805.
15. (f) Piner, R. D.; Zhu, J.; Xu, F.; Hong, S.; Mirkin, C. A. Science 1999, 283, 661.
16. (g) Porter, L. A.; Jr.; Choi, H. C.; Schmeltzer, J. M.; Ribble, A. E.; Elliott, L. C. C.; Buriak, J. M. Nano Lett. 2002, 2, 1369.
17. (h) Salaita, K. S.; Lee, S. W.; Ginger, D. S.; Mirkin, C. A. Nano Lett. 2006, 6, 2493.
18. (i) Su, M.; Dravid, V. P. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 4434.
19. (j) Zhang, H.; Amro, N. A.; Disawal, S.; Elghanian, R.; Shile, R.; Fragala, J. Small 2007, 3, 81.
20. (k) Zhang, H.; Elghanian, R.; Amro, N. A.; Disawal, S.; Eby. R. Nano Lett. 2004, 4, 1649.
21. (a) Antonietti, M.; Foerster, S.; Hartmann, J.; Oestreich, S. Macromolecules 1996, 29, 3800.
22. (b) Antonietti, M.; Wenz, E.; Bronstein, L.; Seregina, M. Adv. Mater. 1995, 7, 1000.
23. (c) Balsara, N. P.; Hahn, H. Chem. Nanostruct. Mater. 2003, 317.
24. (d) Boeker, A.; Mueller, A. H. E.; Krausen, G. Macromolecules 2001, 34, 7477.
25. (e) Cheng, J. Y.; Ross, C. A.; Smith, H. I.; Thomas, E. L. Adv. Mater. 2006, 18, 2505.
26. (f) Cox, J. K.; Eisenberg, A.; Lennox, R. B. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 1999, 4, 52.
27. (g) Cuenya, B. R.; Baeck, S.-H.; Jaramillo, T. F.; McFarland, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12928.
28. (h) Foerster, S. Top. Curr. Chem. 2003, 226, 1.
29. (i) Hamley Nanotechnology 2003, 14, R39.
30. (j) Hamley, I. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1692.
31. (k) Castelletto, V.; Hamley, I. W. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2005, 8, 426.
32. (l) Hamley, I. W., Introduction to block copolymers. In Developments in Block Copolymer Sceince and Technology; Hamley, I. W., Ed.; John Wiley & Sons: West Sussex, England, 2004; p 1.
33. (m) Haupt, M.; Miller, S.; Bitzer, K.; Thonke, K.; Sauer, R.; Spatz, J. P.; Mossmer, S.; Hartmann, C.; Moller, M. Phys. Status Solidi B 2001, 224, 867.
34. (n) Jaramillo, T. F.; Baeck, S.-H.; Cuenya, B. R.; McFarland, E. W. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7148.
35. (o) Krausch, G.; Magerte, R. Adv. Mater. 2002, 14, 1579.
36. (p) Lazzari, M.; Lopez-Quintela, M. A. Adv. Mater. 2003, 15, 1583.
37. (q) Lin, Y.; Boeker, A.; He, J.; Sill, K.; Xiang. H.; Abetz. C.; Li, X.; Wang, J.; Emrick, T.; Long, S.; Wang, Q.; Balazs, A.; Russell, T. P. Nature 2005, 434, 55.
38. (r) Malenfant, P. R. L.; Wan, J.; Taylor, S. T.; Manoharan. M. Nature Nanotechnol. 2007, 2, 43.
39. (s) Meli, M.-V.; Badia, A.; Gruetter, P.; Lennox, R. B. Nano Lett. 2002, 2, 131.
40. (t) Raez, J.; Tomba, J. P.; Manners, I.; Winnik, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9546.
41. (u) Segalman. R. A. Mater. Sci. Eng., R 2005, 48, 191.
42. (v) Spontak, R. J.; Alexandridis, P. Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 1999, 4, 140.
43. (w) Thurn-Albrecht, T.; Schotter, J.; Kastle, G. A.; Emley, N.; Shibauchi, T.; Krusin-Elbaum, L.; Guarini, K.; Black, C. T.; Tuominen, M. T.; Russell, T. P. Science 2000, 290, 2126.
44. (x) Thurn-Albrecht, T.; Steiner, R.; DeRouchey, J.; Stafford, C. M.; Huang, E.; Bal, M.; Tuominen, M.; Hawker, C. J.; Russell, T. P. Adv. Mater. 2000, 12, 787.
45. (y) Webber, S. E. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 2618.
46. Ruzette, A.-V.; Leibler, L. Nature Mater. 2005, 4, 19.
47. (a) Guarini, K. W.; Black, C. T.; Zhang, Y.; Kim, H.; Sikorski, E. M.; Babich, I. V. J. Vac. Sci. Technol. B 2002, 20, 2788.
48. (b) Black, C. T.; Bezencenet, O. IEEE Trans. Nanotechnol. 2004, 3, 412.
49. (c) Black, C. T.; Guarini, K. W.; Breyta, G.; Colburn, M. C.; Ruiz, R.; Sandstrom, R. L.; Sikorski, E. M.; Zhang, Y. J. Vac. Sci. Technol. B 2006, 24, 3188.
50. (d) Zeng, H.; Black, C. T.; Sandstrom, R. L.; Rice, P. M.; Murray, C. B.; Sun. S. Phys. Rev. B 2006, 73, 020402/1.
51. IBM, Demos New Nanotechnology Method to Build Chip Components. http://demino.watson.ibm.com/comm/pr.nsf/pages/news.20031208_selfassembly.html, part of IBM Research Press Release, http://www.almaden.ibm.com/laborday/index. html
52. (a) Bronstein, L. M.; Sidorov, S. N.; Valetshy, P. M.; Hartmann, J.; Colfen, H.; Antonietti, M. Langmuir 1999, 15, 6256.
53. (b) Bronstein, L. M.; Sidorov, S. N.; Zhirov, V.; Zhirov, D.; Kabachii, Y. A.; Kochev, S. Y.; Valetsky, P. M.; Stein, B.; Kiseleva, O. I.; Polyakov, S. N.; Shtykova, E. V.; Nikulina, E. V.; Svergun, D. I.; Khokhlov, A. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18786.
54. (c) Foerster, S.; Antonietti, M. Adv. Mater. 1998, 10, 195.
55. (d) Sakai, T.; Alexandridis, P. Langmuir 2004, 20, 8426.
56. (e) Sakai, T.; Alexandridis, P. Langmuir 2005, 21, 8019.
57. (f) Sakai, T.; Alexandridis, P. Nanotechnology 2005, 16, 344.
58. (g) Semagina, N. V.; Bykov, A. V.; Sulman, E. M.; Matveeva, V. G.; Sidorov, S. N.; Dubrovina, L. V.; Valetsky, P. M.; Kiselyova, O. I.; Khokhlov, A. R.; Stein, B.; Bronstein, L. M. J. Mol. Catal. A: Chem. 2004, 208, 273.
59. (h) Sidorov, S. N.; Bronstein, L. M.; Kabachii, Y. A.; Valetshy, P. M.; Soo, P. L.; Maysinger, D.; Eisenberg, A. Langmuir 2004, 20, 3543.
60. (i) Vamvakaki, M.; Papoutsakis, L.; Katsamanis, V.; Afchoudia, T.; Fragouli, P. G.; Iatrou, H.; Hadjichristidis, N.; Armes, S. P.; Sidorov, S.; Zhirov, D.; Zhirov, V.; Kostylev, M.; Bronstein, L. M.; Anastasiadis, S. H. Faraday Discuss. 2004, 128, 129.
61. Bronstein, L.; Kramer, E.; Berton, B.; C. B.; Forster, S.; Antonietti, M. Chem. Mater. 1999, 11, 1402.
62. (a) Aizawa, M.; Buriak, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8932.
63. (b) Aizawa, M.; Buriak, J. M. J. Am. Chem. Soc 2006, 128, 5877.
64. (c) Boyen, H.-G.; Kastle, G.; Zurn, K.; Herzog, T.; Weigl, F.; Ziemann, P.; Mayer, O.; Jerome, C.; Moller, M.; Spatz, J. P.; Garnier, M. G.; Oelhafen, P. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 359.
65. (d) Glass, R.; Arnold, M.; Bluemmel, J.; Kueller, A.; Moeller, M.; Spatz, J. P. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 569.
66. (e) Glass, R.; Moeller, M.; Spatz, J. P. Nanotechnology 2003, 14, 1153.
67. (f) Haupt, M.; Miller, S.; Glass, R.; Arnold, M.; Sauer, R.; Thonke, K.; Moller, M.; Spatz, J. P. Adv. Mater. 2003, 15, 829.
68. (g) Haupt, M.; Miller, S.; Ladenburger, A.; Sauer, R.; Thonke, K.; Spatz, J. P.; Riethmuller, S.; Moller, M.; Banhart, F. J. Appl. Phys. 2002, 97, 6057.
69. (h) Kaestle, G.; Boyen, H. G.; Weigl, F.; Ziemann, P.; Riethmueller, S.; Hartmann, C. H.; Spatz, J. P.; Moeller, M.; Garnier, M. G.; Oelhafen, P. Phase Transitions 2003, 76, 307.
70. (i) Kaestle, G.; Boyen, H.-g.; Weigl, F.; Lengl, G.; Herzog, T.; Ziemann, P.; Riethmueller, S.; Mayer, O.; Hartmann, C.; Spatz, J. P.; Moeller, M.; Ozawa, M.; Banhart, F.; Garnier, M. G.; Oelhafen, P. Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 853.
71. (j) Koslowski, B.; Strobel, S.; Herzog, T.; Heinz, B.; Boyen, H. G.; Notz, R.; Ziemann, P.; Spatz, J. P.; Moller, M. J. Appl. Phys. 2000, 87, 7533.
72. (k) Kuo, S.-W.; Wu, C.-H.; Chang, F.-C. Macromolecules 2004, 37, 192.
73. (l) Moeller, M.; Hartmann, C. S.; Sihler, J.; Fricker, S.; Chan, V. Z. H.; Spatz, J. P. Polym. Mater. Sci. Eng. 2004, 90, 255.
74. (m) Moeller, M.; Spatz, J. P.; Moessmer, S.; Eibeck, P.; Ziemann, P.; Kabius, B. Polym. Mater. Sci. Eng. 1999, 80, 3.
75. (n) Moessmer, S.; Spatz, J. P.; Moeller, M.; Aberle, T.; Schmidt, J.; Burchard, W. Macromolecules 2000, 33, 4791.
76. (o) Potemkin, I. I.; Kramarenko, E. Y.; Khokhlov, A. R.; Winkler, R. G.; Reineker, P.; Eibeck, P.; Spatz, J. P.; Moeller, M. Langmuir 1999, 15, 7290.
77. (p) Sohn, B.; Choi, J.; Yoo, S.; Yun, S.; Zin, W.; Jung, J.; Kanehara. M.; Hirata, T.; Teranishi, T. J. Am. Chem. Soc 2003, 125, 6368.
78. (q) Sohn, B.; Yoo, S.; Seo, B.; Yun, S.; Park. S. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12734.
79. (r) Spatz, J. P. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 3359.
80. (s) Spatz, J. P.; Chan, V. Z. H.; Mossmer, S.; Kamm, F.-M.; Plettl, A.; Ziemann, P.; Moller, M. Adv. Mater. 2002, 14, 1827.
81. (t) Spatz, J. P.; Eibeck, P.; Moessmer, S.; Moeller, M.; Kramarenko, E. Y.; Khalatur, P. G.; Potemkin, I. I.; Khokhlov, A. R.; Winkler, R. G.; Reineker, P. Macromolecules 2000, 33, 150.
82. (u) Spatz, J. P.; Herzog, T.; Moessmer, S.; Ziemann, P.; Moeller, M. Adv. Mater. 1999, 11, 149.
83. (v) Spatz, J. P.; Moessmer, S.; Hartmann, C.; Moeller, M.; Herzog, T.; Krieger, M.; Boyen, H.-G.; Ziemann, P.; Kabius, B. Langmuir 2000, 16, 407.
84. (w) Spatz, J. P.; Moller, M.; Ziemann, P. Phys. Blaetter 1999, 55, 49.
85. (x) Spatz, J. P.; Roescher, A.; Moeller, M. Adv. Mater. 1996, 8, 337.
86. (y) Spatz, J. P.; Roescher, A.; Sheiko, S.; Krausch, G.; Moeller, M. Adv. Mater. 1995, 7, 731.
87. (z) Spatz, J. P.; Sheiko, S.; Moeller, M. Macromolecules 1996, 29, 3220.
88. (a) Aizawa, M.; Cooper, A. M.; Malac, M.; Buriak, J. M. Nano Lett. 2005, 5, 815.
89. (b) Nezhad, M. R. H.; Aizawa, M.; Porter, L. A., Jr.; Ribbe, A. E.; Buriak, J. M. Small 2005, 7, 1076.
90. (c) Porter, L. A., Jr.; Choi, H. C.; Ribbe, A. E.; Buriak, J. M. Nano Lett. 2002, 2, 1067.
91. Magagnin, L.; Maboudian, R.; Carraro, C. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 401.
92. Kern, W. Overview and evolution of semiconductor wafer contamination and cleaning technology. In Handbook of Semiconductor Wafer Cleaning Technology; Kern, W., Ed.; Noyes Publications: Park Ridge, NJ, 1993; p 3.
93. (a) Akane, T.; Tanaka, J.; Okumura, H.; Matsumoto, S. Appl. Surf. Sci. 1997, 108, 303.
94. (b) Okumura, H.; Akane, T.; Matsumoto, S. Appl. Surf. Sci. 1998, 125, 125.
95. Krishnamoorthy, S.; Pugin, R.; Brugger, J.; Heinzelmann, H.; Hoogerwerf, A. C.; Hinderung, C. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1469.
96. Powell, C. J.; Jablonski, A. NIST Electron Inelastic-Mean-Free-Path Database, Ver. 1.1.; National Institute of Standards and Technology: Gaithersburg, MD, 2000.
97. (a) Wagner, C. D.; Naumkin, A. V.; Kraut-Vass, A.; Allison, J. W.; Powell, C. J.; Rumble, J. R., Jr. NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database, Version 3.4 (Web Version), 2003.
98. (b) Yin, M.; Wu, C.-K.; Lou, Y.; Burda, C.; Koberstein, J. T.; Zhu, Y.; O'Brien, S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 9506.
99. (c) Chusuei, C. C.; Brookshier, M. A.; Goodman, D. W. Langmuir 1997, 15, 2806.
100. Cong, Y.; Fu, J.; Zhang, Z.; Cheng, Z.; Xing, R.; Li, J.; Han, Y. J. Appl. Polym. Sci. 2006, 100, 2737.
101. Pattabi, M.; Rao, K. M.; Sainkar, S. R.; Sastry, M. Thin Solid Films 1999, 338, 40.
102. (a) Pennisi, A. R.; Costanzo, E.; Faraci, G.; Hwu, Y.; Margaritondo, G. Phys. Lett. A 1992, 169, 87.
103. (b) Faraci, G.; Costanzo, E.; Pennisi, A. R.; Hwu, Y.; Margaritondo, G. Z. Phys. D: At. Mol. Clusters 1992, 23, 263.
104. (c) Costanzo, E.; Faraci, G.; Pennisi, A. R.; Ravesi, S.; Terrasi, A.; Margaritondo, G. Solid State Commun. 1992, 81, 155.
105. Song, J. S.; Choi, Y. C.; Seo, S. H.; Oh, D. C.; Cho, M. W.; Yao, T.; Oh, M. H. J. Cryst. Growth 2004, 264, 98.
106. Pluchery, O.; Chabai, Y. J.; Opila, R. L. J. Appl. Phys. 2003, 94, 2707.
107. Gorostiza, P.; Diaz, R.; Sanz, F.; Morante, J. R. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 4119.
108. (a) Arnold, M.; Cavacanti-Adam, E. A.; Glass, R.; Blummel, J.; Eck, W.; Kantlehner, M.; Kessler, H.; Spatz, J. P. ChemPhysChem 2004, 5, 383.
109. (b) Park, C.-W.; Knemeyer, J.-P.; Marme, N.; Moller, M.; Spatz, J.; Wolfrum, J.; Sauer, M. Chem. Phys. 2004, 301, 105.
110. Pennisi, A. R.; Costanzo, E.; Faraci, G.; Hwu, Y.; Margaritondo, G. Phys. Lett. A 1992, 169, 87.
111. (a) Elbs, H.; Drummer, C.; Abetz, V.; Krausch, G. Macromolecules 2002, 35, 5570.
112. (b) Krishnamoorthy, S.; Pugin, R.; Brugger, J.; Heinzelmann, H.; Hoogerwerf, A. C.; Hinderung, C. Langmuir 2006, 22, 3450.
113. Niwa, D.; Homma, T.; Osaka, T. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 9900.