Fabrication of Nanoporous Alumina with Long Range Order by Block Copolymer Lithography

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Selbstgeordnetes poröses Aluminiumoxid, bestehend aus parallelen Poren angeordnet in Gittern mit polykristallinem Ordnungsgrad, ist eine vielseitige Materialplattform für Anwendungen wie Stofftrennung, Stoffspeicherung und Katalyse sowie für die Synthese eindimensionaler Nanostrukturen. Selbstgeordnetes poröses Aluminiumoxid mit Gitterkonstanten größer 55 nm kann durch einen umständlichen, zweistufigen Prozess, der sogenannten milden Anodisation, oder durch Hartanodisation erhalten werden. In letzterem Fall sind die Membranen allerdings mechanisch instabil, und ihre optischen Eigenschaften sind insuffizient. Das Ziel des vorgeschlagenen Projektes ist die Kombination von Anodisation und Blockcopolymer-Lithographie zur Herstellung von nanoporösen Aluminiumoxidmembranen mit Gitterkonstanten kleiner 50 nm, die mit konventionellen Lithographiemethoden nicht zugänglich sind. Diese Kombination erlaubt es, den zeitaufwendigen ersten Schritt der milden Anodisation zu umgehen. Da in Blockcopolymer-Templaten Defekte durch Tempern geheilt werden können, sollte sich der Ordnungsgrad der so erhaltenen Porenarrays verglichen mit etablierten Methoden signifikant verbessern lassen. Außerdem sollte es auf diese Weise möglich sein, hochgeordnete, dünne poröse Aluminiumoxidfilme auf funktionalen Substraten zu generieren, auf denen keine Aluminiumschicht abgeschieden werden kann, die dick genug für den intrinsischen Selbstordnungsprozeß während des Porenwachstums ist.