Directed assembly of block copolymers by sparsely patterned substrates

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 51, 2011, Pages 25185-25200

  Kriksin, Yury A ^a   Khalatur, Pavel G ^b,c   Neratova, Irina V ^b,d   Khokhlov, Alexei R ^b,e   Tsarkova, Larisa A ^f  

^a INSTITUTE OF MATHEMATICAL MODELING   (Russian Federation)

^b UNIVERSITY OF ULM   (Germany)

^c A N NESMEYANOV INSTITUTE OF ORGANOELEMENT COMPOUNDS   (Russian Federation)

^d TVER STATE UNIVERSITY   (Russian Federation)

^e MOSCOW STATE UNIVERSITY   (Russian Federation)

^f Deutsches Wollforschungsinstitut   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHARACTERISTIC LENGTH; CHEMICAL SURFACES; COPOLYMER MELTS; CYLINDRICAL DOMAIN; DIBLOCKS; DIFFERENT LENGTH SCALE; DIRECTED ASSEMBLY; DISSIPATIVE PARTICLE DYNAMICS SIMULATION; HEXAGONAL MORPHOLOGY; HEXAGONAL PATTERN; HEXAGONAL PHASE; HOMOGENEOUS SURFACES; LATERAL WAVES; MICRO-DOMAINS; PATTERNED SUBSTRATES; RESOLUTION ENHANCEMENT; SELF CONSISTENT FIELD THEORY; STRUCTURE FACTORS; SUBSTRATE PATTERN; SURFACE PATTERN; TRIANGLE PATTERN;

ALIGNMENT; BLOCK COPOLYMERS; MEAN FIELD THEORY; MOLECULAR ORBITALS; SELF ASSEMBLY; SUBSTRATES;

TEXTILE PRINTING;

EID: 84255214218     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp204629k     Document Type: Article

References (97)

1. Hamley, I. W. The Physics of Block Copolymers; Oxford University Press: New York, 1998; pp 432.
2. Block Copolymers in Nanoscience Lazzari, M., Liu, G., Lecommandoux, S., Eds.; Wiley-VCH Verlag: Weinheim, Germany, 2006; p 447.
3. Bates, F. S.; Fredrickson, G. H. Phys. Today 1999, 52, 32-38
4. Hamley, I. W. Nanotechnology 2003, 14, R39-R54
5. Matsen, M. W.; Schick, M. Macromolecules 1994, 27, 6761-6767
6. Fredrickson, G. H. The Equilibrium Theory of Inhomogeneous Polymers; Oxford University Press: New York, 2006; p 437.
7. Mansky, P.; Liu, Y.; Huang, E.; Russell, T. P.; Hawker, C. J. Science 1997, 275, 1458-1460
8. Harrison, C.; Adamson, D. H.; Cheng, Z.; Sebastian, J. M.; Sethuraman, S.; Huse, D. A.; Register, R. A.; Chaikin, P. M. Science 2000, 290, 1558-1560
9. Darling, S. B. Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 1152-1204
10. Polymer Thin Films; Tsui, O. K. C.; Russell, T. P., Eds.; World Scientific: New York, 2008; p 312.
11. Kim, H. C.; Park, S. M.; Hinsberg, W. D. Chem. Rev. 2010, 110, 146-177
12. Tseng, Y.-Ch; Darling, S. B. Polymers 2010, 2, 470-489
13. Fasolka, M. J.; Mayes, A. M. Annu. Rev. Mater. Res. 2001, 31, 323-355
14. Cheng, J. Y.; Ross, C. A.; Chan, V. Z. H.; Thomas, E. L.; Lammertink, R. G. H.; Vancso, G. J. Adv. Mater. 2001, 13, 1174-1178
15. Krausch, G.; Mergele, R. Adv. Mater. 2002, 14, 1579-1583
16. Segalman, R. A. Mat. Sci. Eng. R 2005, 48, 191-226
17. Stoykovich, M. P.; Nealey, P. F. Mater. Today 2006, 9, 20-29
18. Black, C.; Guarini, K.; Breyta, G.; Colburn, M.; Ruiz, R.; Sandstrom, R.; Sikorski, E.; Zhang, Y. J. Vac. Sci. Technol. B 2006, 24, 3188-3191
19. Black, C. T. ACS Nano 2007, 1, 147-150
20. Hamley, I. W. Prog. Polym. Sci. 2009, 34, 1161-1210
21. van Zoelen, W.; ten Brinke, G. Soft Matter 2009, 5, 1568
22. Black, C.; Ruiz, R.; Breyta, G.; Cheng, J.; Colburn, M.; Guarini, K.; Kim, H. C.; Zhang, Y. IBM J. Res. Dev. 2010, 51, 605-633
23. Tsarkova, L.; Sevink, G. J. A.; Krausch, G. Adv. Polym. Sci. 2010, 227, 33-74
24. Lin, Z.; Kim, D. H.; Wu, X.; Boosahda, L.; Stone, D.; LaRose, L.; Russell, T. P. Adv. Mater. 2002, 14, 1373-1376
25. Tsarkova, L.; Knoll, A.; Krausch, G.; Magerle, R. Macromolecules 2006, 39, 3608-3615
26. Park, M.; Harrison, C.; Chaikin, P. M.; Register, R. A.; Adamson, D. H. Science 1997, 276, 1401-1404
27. Rockford, L.; Liu, Y.; Mansky, P.; Russell, T. P.; Yoon, M.; Mochrie, S. G. J. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 2602-2605
28. Kim, S. O.; Solak, H. H.; Stoykovich, M. P.; Ferrier, N. J.; de Pablo, J. J.; Nealey, P. F. Nature 2003, 424, 411-414
29. Cheng, J. Y.; Mayes, A. M.; Ross, C. A. Nat. Mater. 2004, 31, 823-828
30. Stoykovich, M. P.; Muller, M.; Kim, S. O.; Solak, H. H.; Edwards, E. W.; de Pablo, J. J.; Nealey, P. F. Science 2005, 308, 1442-1446
31. Stoykovich, M. P.; Kang, H.; Daoulas, K. C.; Liu, G.; Liu, C. C.; de Pablo, J. J.; Müller, M.; Nealey, P. F. ACS Nano 2007, 1, 168-175
32. Segalman, R. A.; Schaefer, K. E.; Fredrickson, G. H.; Kramer, E. J.; Magonov, S. Macromolecules 2003, 36, 4498-4506
33. Edwards, E. W.; Montague, M. F.; Solak, H. H.; Hawker, C. J.; Nealey, P. F. Adv. Mater. 2004, 16, 1315-1319
34. Wang, J.-Y.; Chen, W.; Russell, T. P. Patterning with block copolymers. In Unconventional Nanopatterning Techniques and Applications; Rogers, J. A.; Lee, H. H., Ed.; Wiley: Hoboken, NJ, 2009; pp 233-289.
35. Saavedra, H. M.; Mullen, T. J.; Zhang, P.; Dewey, D. C.; Claridge, S. A.; Weiss, P. S. Rep. Prog. Phys. 2010, 73, 036501/1-036501/40
36. Cheng, J. Y.; Rettner, C. T.; Sanders, D. P.; Kim, H.-C.; Hinsberg, W. D. Adv. Mater. 2008, 20, 3155-3158
37. Ruiz, R.; Kang, H.; Detcheverry, F. A.; Dobisz, E.; Kercher, D. S.; Albrecht, T. R.; de Pablo, J. J.; Nealey, P. F. Science 2008, 321, 936-939
38. Bita, I.; Yang, J. K. W.; Jung, Y. S.; Ross, C. A.; Thomas, E. L.; Berggren, K. K. Science 2008, 321, 939-943
39. Tada, Y.; Akasaka, S.; Yoshida, H.; Hasegawa, H.; Dobisz, E.; Kercher, D.; Takenaka, M. Macromolecules 2008, 41, 9267-9276
40. Tada, Y.; Akasaka, S.; Takenaka, M.; Yoshida, H.; Ruiz, R.; Dobisz, E.; Hasegawa, H. Polymer 2009, 50, 4250-4256
41. Xiao, S.; Yang, X.; Park, S.; Weller, D.; Russell, T. P. Adv. Mater. 2009, 21, 2516-2519
42. Yang, X.-M.; Wan, L.; Xiao, S.; Xu, Y.; Weller, D. K. ACS Nano 2009, 3, 1844-1858
43. Ji, S.; Liu, C.-C.; Liu, G.; Nealey, P. F. ACS Nano 2010, 4, 599-609
44. Ji, S.; Nagpal, U.; Liao, W.; Liu, C.-Ch.; de Pablo, J. J.; Nealey, P. F. Adv. Mater. 2011, 23, 3692-3697
45. Park, S.; Lee, D. H.; Xu, J.; Kim, B.; Hong, S. W.; Jeong, U.; Xu, T.; Russell, T. P. Science 2009, 323, 1030-1033
46. Detcheverry, F. A.; Liu, G.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Macromolecules 2010, 43, 3446-3454
47. Detcheverry, F. A.; Pike, D. Q.; Nealey, P. F.; Müller, M.; de Pablo, J. J. Faraday Discuss. 2010, 144, 111-125
48. Liu, G.; Delcambre, S. P.; Stuen, K. O.; Craig, G. S. W.; de Pablo, J. J.; Nealey, P. F.; Nygaård, K.; Satapathy, D. K.; Bunk, O.; Solak, H. H. J. Vac. Sci. Technol. B 2010, 28, C6B13-C6B19
49. Detcheverry, F. A.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Macromolecules 2010, 43, 6495-6504
50. Kang, H.; Detcheverry, F.; Stuen, K. O.; Craig, G. S. W.; de Pablo, J. J.; Gopalan, P.; Nealey, P. F. J. Vac. Sci. Technol. B 2010, 28, C6B24-C6B29
51. Nagpal, U.; Kang, H.; Craig, G. S. W.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. ACS Nano 2011, 5, 5673-5682
52. Detcheverry, F. A.; Kang, H.; Daoulas, K. Ch.; Müller, M.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Macromolecules 2008, 41, 4989-5001
53. Detcheverry, F. A.; Pike, D. Q.; Nagpal, U.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Soft Matter 2009, 5, 4858-4865
54. Daoulas, K. C.; Müeller, M.; Stoykovich, M. P.; Kang, H.; de Pablo, J. J.; Nealey, P. F. Langmuir 2008, 24, 1284-1295
55. Detcheverry, F. A.; Kang, H.; Daoulas, K. C.; Müller, M.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Macromolecules 2008, 41, 4989-5001
56. Tang, Ch.; Lennon, E. M.; Fredrickson, G. H.; Kramer, E. J.; Hawker, C. J. Science 2008, 322, 429-432
57. Birkholz, M.; Fewster, P. F.; Genzel, C. Thin Film Analysis by X-Ray Scattering; Willey: Weinheim, Germany, 2006; p 378.
58. Matsen, M. W. Macromolecules 2006, 39, 5512-5520
59. Drolet, F.; Fredrickson, G. H. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 4317-4320
60. Ceniceros, H. D.; Fredrickson, G. H. Multiscale Model. Simul. 2004, 2, 452-474
61. Kriksin, Yu. A.; Erukhimovich, I. Ya.; Khalatur, P. G.; Smirnova, Yu. G.; ten Brinke, G. J. Chem. Phys. 2008, 128, art. no. 244903.
62. Kriksin, Yu. A.; Erukhimovich, I. Ya.; Smirnova, Yu. G.; Khalatur, P. G.; ten Brinke, G. J. Chem. Phys. 2009, 130, art. no. 204901.
63. Kriksin, Yu. A.; Khalatur, P. G.; Erukhimovich, I. Ya.; ten Brinke, G.; Khokhlov, A. R. Soft Matter 2009, 5, 2896-2904
64. Geisinger, T.; Müller, M.; Binder, K. J. Chem. Phys. 1999, 111, 5241-5250
65. Cavallo, A.; Müller, M.; Binder, K. Macromolecules 2006, 39, 9539-9550
66. Hoogerbrugge, P. J.; Koelmann, J. M. V. A. Europhys. Lett. 1992, 19, 155-160
67. Espanol, P.; Warren, P. B. Europhys. Lett. 1995, 30, 191-196
68. Groot, R. D.; Warren, P. B. J. Chem. Phys. 1997, 107, 4423-4335
69. Scocchi, G.; Posocco, P.; Fermeglia, M.; Pricl, S. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 2143-2151
70. Groot, R. D.; Madden, T. G. J. Chem. Phys. 1998, 108, 8713-8724
71. Quigley, D.; Probert, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 11432-11441
72. Khokhlov, A. R.; Khalatur, P. G. Chem. Phys. Lett. 2008, 461, 58-63
73. Neratova, I. V.; Khalatur, P. G.; Khokhlov, A. R. Chem. Phys. Lett. 2010, 487, 297-302
74. Lyakhova, K. S.; Sevink, G. J. A.; Zvelindovsky, A. V.; Horvat, A.; Magerle, R. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1127-1137
75. Horvat, A.; Lyakhova, K. S.; Sevink, G. J. A.; Zvelindovsky, A. V.; Magerle, R. J. Chem. Phys. 2004, 120, 1117-1126
76. Wang, Q.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Macromolecules 2001, 34, 3458-3470
77. Wang, Q.; Nealey, P. F.; de Pablo, J. J. Macromolecules 2003, 36, 1731-1740
78. Meng, D.; Wang., Q. J. Chem. Phys. 2007, 126, 234902-234911
79. Wang, Q. Monte Carlo simulations of nano-confined block copolymers. In Nanostructured Soft Matter. Experiment, Theory, Simulation and Perspectives; Zvelindovsky, A. V., Ed.; Springer: Dordrecht, The Netherlands, 2007; pp 495-527.
80. Ji, S.; Liu, G.; Zheng, F.; Craig, G. S. W.; Himpsel, F. J.; Nealey, P. F. Adv. Mater. 2008, 20, 3054-3060
81. Han, E.; Stuen, K. O.; Leolukman, M.; Liu, C.-C.; Nealey, P. F.; Gopalan, P. Macromolecules 2009, 42, 4896-4901
82. Knoll, A.; Tsarkova, L.; Krausch, G. Nano Lett. 2007, 7, 843-846
83. Horvat, A.; Knoll, A.; Krausch, G.; Tsarkova, L.; Lyakhova, K. S.; Sevink, G. J. A.; Zvelindovsky, A. V.; Magerle, R. Macromolecules 2007, 40, 6930-6939
84. Matsen, M. W. J. Chem. Phys. 1997, 108, 7781-7791
85. Petera, D.; Muthukumar, M. J. Chem. Phys. 1998, 109, 5101-5107
86. Huinink, H. P.; Brokken-Zijp, J. C. M.; van Dijk, M. A. J. Chem. Phys. 2000, 112, 2452-2462
87. Chakraborty, A. K.; Golumbfskie, A. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 2001, 52, 537-573
88. Chen, H.Yi.; Fredrickson, G. H. J. Chem. Phys. 2002, 116, 1137-1146
89. Alexander-Katz, A.; Moreira, A. G.; Fredrickson, G. H. J. Chem. Phys. 2003, 118, 9030-9036
90. Xu, T.; Zvelindovsky, A. V.; Sevink, G. J. A.; Lyakhova, K. S.; Jinnai, H.; Russell, T. P. Macromolecules 2005, 38, 10788-10798
91. Kim, S. O.; Kim, B. H.; Meng, D.; Shin, D. O.; Koo, C. M.; Solak, H. H.; Wang, Q. Adv. Mater. 2007, 19, 3271-3275
92. Bosse, A. W.; García-Cervera, C. J.; Fredrickson, G. H. Macromolecules 2007, 40, 9570-9581
93. Hur, S.-M.; García-Cervera, C. J.; Kramer, E. J.; Fredrickson, G. H. Macromolecules 2009, 42, 5861-5872
94. Edwards, E. W.; Montague, M. F.; Solak, H. H.; Hawker, C. J.; Nealey, P. F. Adv. Matter 2004, 16, 1315-1319
95. Ohta, T.; Ito, A. Phys. Rev. E 1995, 52, 5250-5260
96. Sigehuzi, T.; Tanaka, H. Phys. Rev. E 2004, 70, 051504/1-051504/8
97. Jakobsen, A. F. J. Chem. Phys. 2005, 122, 124901-124908