Exploration of plasma-enhanced chemical vapor deposition as a method for thin-film fabrication with biological applications

ACS Applied Materials and Interfaces

Volumn 5, Issue 10, 2013, Pages 3983-3994

  Vasudev, Milana C ^a   Anderson, Kyle D ^b   Bunning, Timothy J ^a   Tsukruk, Vladimir V ^b   Naik, Rajesh R ^a  

^a Materials and Manufacturing Directorate   (United States)

^b Georgia Institute of Technology   (United States)

Author keywords

amino acids; biological materials; cell culture; coating techniques; PECVD; thin films

Indexed keywords

BIOCOMPATIBLE POLYMER; BIOLOGICAL APPLICATIONS; BIOLOGICAL ENVIRONMENTS; CHEMICAL VAPOR DEPOSITIONS (CVD); DEPOSITION TECHNIQUE; FABRICATION OF THIN FILMS; RESPONSIVE MATERIALS; THIN FILM FABRICATION;

AMINO ACIDS; BIOLOGICAL MATERIALS; BIOMATERIALS; CELL CULTURE; CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; COATING TECHNIQUES; DEPOSITION; PLASMA ENHANCED CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; POLYMERS; THIN FILMS; VAPORS;

FILM GROWTH;

BIOMATERIAL; PLASMA GAS;

ARTICLE; PLASMA GAS;

BIOCOMPATIBLE MATERIALS; PLASMA GASES;

EID: 84878289401     PISSN: 19448244     EISSN: 19448252     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/am302989x     Document Type: Review

References (91)

1. Choy, K. L. Prog. Mater. Sci. 2003, 48, 57-170
2. Yang, G.; Wang, X.; Xu, Q.; Wang, S.; Tian, H.; Zheng, W. J. Solid State Chem. 2009, 182, 966-972
3. Chen, Z.; Ren, W.; Gao, L.; Liu, B.; Pei, S.; Cheng, H.-M. Nat. Mater. 2011, 10, 424-428
4. Xu, P.; Ji, X.; Yang, H.; Qi, J.; Zheng, W.; Abetz, V.; Jiang, S.; Shen J. Mater. Chem. Phys. 2010, 119, 249-253
5. Gorham, W. F. J. Polym. Sci., Part A-1: Polym. Chem. 1966, 4, 3027-3039
6. Alf, M. E.; Asatekin, A.; Barr, M. C.; Baxamusa, S. H.; Chelawat, H.; Ozaydin-Ince, G.; Petruczok, C. D.; Sreenivasan, R.; Tenhaeff, W. E.; Trujillo, N. J.; Vaddiraju, S.; Xu, J.; Gleason, K. K. Adv. Mater. 2010, 22, 1993-2027
7. Sreenivasan, R.; Gleason, K. K. Chem. Vap. Deposition 2009, 15, 77-90
8. Kang, Y.; Walish, J. J.; Gorishnyy, T.; Thomas, E. L. Nat. Mater. 2007, 6, 957-960
9. Tenhaeff, W. E.; Gleason, K. K. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 979-992
10. Hess, D. W. J. Vac. Sci. Technol., A 1984, 2, 244-252
11. Friedrich, J. Plasma Processes Polym. 2011, 8, 783-802
12. Lau, K. K. S.; Mao, Y.; Pryce Lewis, H. G.; Murthy, S. K.; Olsen, B. D.; Loo, L. S.; Gleason, K. K. Thin Solid Films 2006, 501, 211-215
13. Merche, D.; Vandencasteele, N.; Reniers, F. Thin Solid Films 2012, 520, 4219-4236
14. Choukourov, A.; Biederman, H.; Slavinska, D.; Hanley, L.; Grinevich, A.; Boldyryeva, H.; Mackova, A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23086-23095
15. Muguruma, H. Plasma Processes Polym. 2010, 7, 151-162
16. Favia, P.; d'Agostin, R. Surf. Coat. Technol. 1998, 98, 1102-1106
17. Singamaneni, S.; LeMieux, M. C.; Lang, H. P.; Gerber, C.; Lam, Y.; Zauscher, S.; Datskos, P. G.; Lavrik, N. V.; Jiang, H.; Naik, R. R.; Bunning, T. J.; Tsukruk, V. V. Adv. Mater. 2008, 20, 653-680
18. LeMieux, M. C.; McConney, M. E.; Lin, Y.-H.; Singamaneni, S.; Jiang, H.; Bunning, T. J.; Tsukruk, V. V. Nano Lett. 2006, 6, 730-734
19. Jiang, H.; Johnson, W. E.; Grant, J. T.; Eyink, K.; Johnson, E. M.; Tomlin, D. W.; Bunning, T. J. Chem. Mater. 2002, 15, 340-347
20. Lopez, G. P.; Ratner, B. D.; Rapoza, R. J.; Horbett, T. A. Macromolecules 1993, 26, 3247-3253
21. Mandracci, P.; Ceruti, P.; Ricciardi, C.; Mussano, F.; Carossa, S. Chem. Vap. Deposition 2010, 16, 29-34
22. Anderson, K. D.; Young, S. L.; Jiang, H.; Jakubiak, R.; Bunning, T. J.; Naik, R. R.; Tsukruk, V. V. Langmuir 2012, 28, 1833-1845
23. Anderson, K. D.; Marczewski, K.; Singamaneni, S.; Slocik, J. M.; Jakubiak, R.; Naik, R. R.; Bunning, T. J.; Tsukruk, V. V. ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 2269-2281
24. Enlow, J. O.; Jiang, H.; Grant, J. T.; Eyink, K.; Su, W.; Bunning, T. J. Polymer 2008, 49, 4042-4045
25. Seman, M. T.; Richards, D. N.; Rowlette, P.; Wolden, C. A. Chem. Vap. Deposition 2008, 14, 296-302
26. Perrin, J.; Schmitt, J.; Hollenstein, C.; Howling, A.; Sansonnens, L. Plasma Phys. Controlled Fusion 2000, 42, B353-B363
27. Pan, Y. V.; Wesley, R. A.; Luginbuhl, R.; Denton, D. D.; Ratner, B. D. Biomacromolecules 2000, 2, 32-36
28. López, G. P.; Ratner, B. D. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 1992, 30, 2415-2425
29. Förch, R.; Chifen, A. N.; Bousquet, A.; Khor, H. L.; Jungblut, M.; Chu, L. Q.; Zhang, Z.; Osey-Mensah, I.; Sinner, E. K.; Knoll, W. Chem. Vap. Deposition 2007, 13, 280-294
30. Favia, P.; Vulpio, M.; Marino, R.; d'Agostino, R.; Mota, R. P.; Catalano, M. Plasmas Polym. 2000, 5, 1-14
31. Marí-Buyé, N.; O'Shaughnessy, S.; Colominas, C.; Semino, C. E.; Gleason, K. K.; Borrós, S. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1276-1286
32. Baxamusa, S. H.; Gleason, K. K. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3489-3496
33. Slocik, J. M.; Beckel, E. R.; Jiang, H.; Enlow, J. O.; Zabinski, J. S.; Bunning, T. J.; Naik, R. R. Adv. Mater. 2006, 18, 2095-2100
34. Kumar, V.; Kim, J. H.; Jasinski, J. B.; Clark, E. L.; Sunkara, M. K. Cryst. Growth Des. 2011, 11, 2913-2919
35. Morent, R.; Geyter, N.; Vlierberghe, S.; Vanderleyden, E.; Dubruel, P.; Leys, C.; Schacht, E. Plasma Chem. Plasma Process. 2009, 29, 103-117
36. Gordillo-Vázquez, F. J.; Herrero, V. J.; Tanarro, I. Chem. Vap. Deposition 2007, 13, 267-279
37. Barton, D.; Short, R. D.; Fraser, S.; Bradley, J. W. Chem. Commun. 2003, 348-349
38. Jiang, H.; Eyink, K.; Grant, J. T.; Enlow, J.; Tullis, S.; Bunning, T. J. Chem. Vap. Deposition 2008, 14, 286-291
39. Meyyappan, M.; Delzeit, L.; Cassell, A.; Hash, D. Plasma Sources Sci. Technol. 2003, 12, 9
40. Wertheimer, M. R.; Thomas, H. R.; Perri, M. J.; Klemberg-Sapieha, J. E.; Martinu, L. Pure Appl. Chem. 1996, 68, 1047-1053
41. Peri, S. R.; Habersberger, B.; Akgun, B.; Jiang, H.; Enlow, J.; Bunning, T. J.; Majkrzak, C. F.; Foster, M. D. Polymer 2010, 51, 4390-4397
42. Tang, L.; Wu, Y.; Timmons, R. B. J. Biomed. Mater. Res. 1998, 42, 156-163
43. Prasad, G. R.; Daniels, S.; Cameron, D. C.; Tully, E.; O'Kenned, R. MIICS 2006, not supplied.
44. Haddow, D. B.; France, R. M.; Short, R. D.; Bradley, J. W.; Barton, D. Langmuir 2000, 16, 5654-5660
45. Michelmore, A.; Bryant, P. M.; Steele, D. A.; Vasilev, K.; Bradley, J. W.; Short, R. D. Langmuir 2011, 27, 11943-11950
46. Zheng, J.; Yang, R.; Xie, L.; Qu, J.; Liu, Y.; Li, X. Adv. Mater. 2010, 22, 1451-1473
47. Harsch, A.; Calderon, J.; Timmons, R. B.; Gross, G. W. J. Neurosci. Methods 2000, 98, 135-144
48. Pryce Lewis, H. G.; Edell, D. J.; Gleason, K. K. Chem. Mater. 2000, 12, 3488-3494
49. Chan, K.; Gleason, K. K. Langmuir 2005, 21, 8930-8939
50. Xu, J.; Gleason, K. K. Chem. Mater. 2010, 22, 1732-1738
51. Jeon, H. S.; Wyatt, J.; Harper-Nixon, D.; Weinkauf, D. H.. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2004, 42, 2522-2530
52. Nelson, A.; Muir, B. W.; Oldham, J.; Fong, C.; McLean, K. M.; Hartley, P. G.; Oiseth, S. K.; James, M. Langmuir 2005, 22, 453-458
53. Corbella, C.; Vives, M.; Oncins, G.; Canal, C.; Andújar, J. L.; Bertran, E. Diamond Relat. Mater. 2004, 13, 1494-1499
54. Ermolieff, A.; Chabli, A.; Pierre, F.; Rolland, G.; Rouchon, D.; Vannuffel, C.; Vergnaud, C.; Baylet, J.; Séméria, M. N. Surf. Interface Anal. 2001, 31, 185-190
55. Angelini, E.; d'Agostino, R.; Fracassi, F.; Grassini, S.; Rosalbino, F. Surf. Interface Anal. 2002, 34, 155-159
56. Kim, H.; Foster, M. D.; Jiang, H.; Tullis, S.; Bunning, T. J.; Majkrzak, C. F. Polymer 2004, 45, 3175-3184
57. Grill, A. Diamond Relat. Mater. 2003, 12, 166-170
58. Cui, F. Z.; Li, D. J. Surf. Coat. Technol. 2000, 131, 481-487
59. Gandhiraman, R. P.; Muniyappa, M. K.; Dudek, M.; Coyle, C.; Volcke, C.; Killard, A. J.; Burham, P.; Daniels, S.; Barron, N.; Clynes, M.; Cameron, D. C. Plasma Process. Polym. 2010, 7, 411-421
60. Prasad, G. R.; Daniels, S.; Cameron, D. C.; McNamara, B. P.; Tully, E.; O'Kennedy, R. Surf. Coat. Technol. 2005, 200, 1031-1035
61. Bayliss, S. C.; Buckberry, L. D.; Fletcher, I.; Tobin, M. J. Sens. Actuators, A 1999, 74, 139-142
62. Iliescu, C.; Chen, B.; Poenar, D. P.; Lee, Y. Y. Sens. Actuators, B 2008, 129, 404-411
63. Iliescu, C.; W., J.; Chen, B.; Ong, P. L. Romanian J. Info. Sci. Technol. 2008, 11, 167-176
64. Wei, J.; Ong, P. L.; Tay, F. E. H.; Iliescu, C. Thin Solid Films 2008, 516, 5181-5188
65. Szili, E. J.; Kumar, S.; Smart, R. S. C.; Voelcker, N. H. Appl. Surf. Sci. 2009, 255, 6846-6850
66. Szili, E. J.; Kumar, S.; DeNichilo, M.; Smart, R. S. C.; Voelcker, N. H. Surf. Coat. Technol. 2010, 205, 1630-1635
67. Pfluger, C. A.; Burkey, D. D.; Wang, L.; Sun, B.; Ziemer, K. S.; Carrier, R. L. Biomacromolecules 2010, 11, 1579-1584
68. Rosso, F.; Marino, G.; Muscariello, L.; Cafiero, G.; Favia, P.; D'Aloia, E.; d'Agostino, R.; Barbarisi, A. J. Cell. Physiol. 2006, 207, 636-643
69. Detomaso, L.; Gristina, R.; Senesi, G. S.; d'Agostino, R.; Favia, P. Biomaterials 2005, 26, 3831-3841
70. Favia, P.; Sardella, E.; Gristina, R.; d'Agostino, R. Surf. Coat. Technol. 2003, 169-170, 707-711
71. Marciano, F. R.; Bonetti, L. F.; Santos, L. V.; Da-Silva, N. S.; Corat, E. J.; Trava-Airoldi, V. J. Diamond Relat. Mater. 2009, 18, 1010-1014
72. Butter, R.; Allen, M.; Chandra, L.; Lettington, A. H.; Rushton, N. Diamond Relat. Mater. 1995, 4, 857-861
73. Barhai, P. K.; Sharma, R.; Yadav, A. K.; Singh, A. K.; Gaur, H.; Buck, V. ECS Trans. 2009, 25, 829-836
74. Fedosenko, G.; Schwabedissen, A.; Engemann, J.; Braca, E.; Valentini, L.; Kenny, J. M. Diamond Relat. Mater. 2002, 11, 1047-1052
75. Martin, Y.; Vermette, P. Macromolecules 2006, 39, 8083-8091
76. Belegrinou, S.; Mannelli, I.; Lisboa, P.; Bretagnol, F.; Valsesia, A.; Ceccone, G.; Colpo, P.; Rauscher, H.; Rossi, F. o. Langmuir 2008, 24, 7251-7261
77. Volcke, C.; Gandhiraman, R. P.; Gubala, V.; Raj, J.; Cummins, T.; Fonder, G.; Nooney, R. I.; Mekhalif, Z.; Herzog, G.; Daniels, S.; Arrigan, D. W. M.; Cafolla, A. A.; Williams, D. E. Biosens. Bioelectron. 2010, 25, 1875-1880
78. Malmsten, M.; Lassen, B.; Holmberg, K.; Thomas, V.; Quash, G. J. Colloid Interface Sci. 1996, 177, 70-78
79. Zhang, Z.; Chen, Q.; Knoll, W.; Foerch, R.; Holcomb, R.; Roitman, D. Macromolecules 2003, 36, 7689-7694
80. Lee, N. H.; Frank, C. W. Langmuir 2003, 19, 1295-1303
81. Lee, N. H.; Frank, C. W. Polymer 2002, 43, 6255-6262
82. Heyse, P.; Van Hoeck, A.; Roeffaers, M. B. J.; Raffin, J.-P.; Steinbuchel, A.; Stoveken, T.; Lammertyn, J.; Verboven, P.; Jacobs, P. A.; Hofkens, J.; Paulussen, S.; Sels, B. F. Plasma Process. Polym. 2011, 8, 965-974
83. Addadi, L.; Weiner, S. Angew. Chem., Int. Ed. 1992, 31, 153-169
84. Anderson, K. D.; Slocik, J. M.; McConney, M. E.; Enlow, J. O.; Jakubiak, R.; Bunning, T. J.; Naik, R. R.; Tsukruk, V. V. Small 2009, 5, 741-749
85. Anderson, K. D.; Weber, R. B.; McConney, M. E.; Jiang, H.; Bunning, T. J.; Tsukruk, V. V. Polymer 2012, 53, 4686-4693
86. Anderson, K. D.; Luo, M.; Jakubiak, R.; Naik, R. R.; Bunning, T. J.; Tsukruk, V. V. Chem. Mater. 2010, 22, 3259-3264
87. Adler-Abramovich, L.; Aronov, D.; Beker, P.; Yevnin, M.; Stempler, S.; Buzhansky, L.; Rosenman, G.; Gazit, E. Nat. Nanotechnol. 2009, 4, 849-854
88. Shibao, R. K.; Xia, Y.; Srdanov, V. I.; Eckert, H. Chem. Mater. 1995, 7, 1631-1638
89. Lau, K. K. S.; Gleason, K. K. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5977-5984
90. Mabboux, P.-Y.; Gleason, K. K. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, F7-F13
91. Gat, E.; El Khakani, M. A.; Chaker, M.; Jean, A.; Boily, S.; Pépin, H.; Kieffer, J. C.; Durand, J.; Cros, B.; Rousseaux, F.; Gujrathi, S. J. Mater. Res. 1992, 7, 2478-2487