[发明专利]形成纳米结构的方法和纳米结构

权利要求书

1.一种方法，包括：

提供第一嵌段共聚物；

提供具有高能中性表面层的衬底，所述表面层具有至少一个整体布置在其上的沟槽，所述至少一个沟槽包括基本上平坦的第一侧壁和与所述第一侧壁相对且基本上平坦的第二侧壁，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁基本上垂直于与所述表面层，所述第一侧壁和所述第二侧壁隔开与所述至少一个沟槽的底面的宽度对应的距离；

在所述至少一个沟槽内形成第一膜，所述第一膜包括所述第一嵌段共聚物；

在所述第一膜内组装所述第一嵌段共聚物的成线微畴，所述第一嵌段共聚物的所述微畴在所述第一膜内形成第一自组装结构，所述第一自组装结构的取向为与所述第一侧壁和所述第二侧壁基本上垂直，而与所述表面层基本上平行；

从所述第一膜去除至少一个微畴，使得在所述沟槽中保留取向结构，其中所述取向结构的取向为与所述第一侧壁和所述第二侧壁基本上垂直，而与所述表面层基本上平行；

提供第二嵌段共聚物；

在所述至少一个沟槽内形成第二膜，所述第二膜包括所述第二嵌段共聚物；以及

在所述第二膜内组装所述第二嵌段共聚物的成线微畴，所述第二嵌段共聚物的所述成线微畴在所述第二膜内形成第二自组装结构，所述第二自组装结构的取向为与所述取向结构基本上垂直，而与所述第一侧壁和所述第二侧壁基本上平行。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一嵌段共聚物和所述第二嵌段共聚物不同。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一嵌段共聚物是包括第一聚合物的第一嵌段的双嵌段共聚物，所述第一嵌段与第二聚合物的第二嵌段共价键合以形成所述第一嵌段共聚物的重复单元，所述第一聚合物和所述第二聚合物不同，并且其中所述第二嵌段共聚物是包括第三聚合物的第一嵌段的双嵌段共聚物，所述第三聚合物的所述第一嵌段与第四聚合物的第二嵌段共价键合以形成所述第二嵌段共聚物的重复单元，所述第三聚合物和所述第四聚合物不同。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述第一聚合物和所述第三聚合物从以下组中选择，该组包括聚(环氧乙烷)、聚(丙二醇)、聚(环氧烷烃)、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)、聚(甲基丙烯酸羟烷基酯)、聚(丙烯酸环氧烷烃脂)、聚(甲基丙烯酸环氧烷烃酯)、聚(羟基苯乙烯)、聚碳水化合物、聚(乙烯醇)、聚(乙烯亚胺)、聚噁唑啉、多肽、聚(乙烯基吡啶)、聚丙烯酰胺、聚(甲基乙烯基醚)、聚(乙烯基羧酸酰胺)、聚甲基丙烯酸甲脂和聚(N，N-二甲基丙烯酰胺)，其中所述第二聚合物和所述第四聚合物从以下组中选择，该组包括聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚降冰片烯、聚内酯、聚交酯、聚丁二烯、聚异戊二烯、聚烯烃、聚甲基丙烯酸酯、聚硅氧烷、聚(丙烯酸烷基酯)、聚(甲基丙烯酸烷基酯)、聚丙烯腈、聚碳酸酯、聚(醋酸乙烯脂)、聚(碳酸乙烯酯)和聚异丁烯。

5.如权利要求4所述的方法，其中，来自所述第一膜的所述至少一个微畴从以下组中选择，该组包括所述第一聚合物嵌段的至少一个微畴和所述第二聚合物嵌段的至少一个微畴。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一膜还包括第一可混溶材料，其中所述第一可混溶材料与所述第一嵌段共聚物可混溶，其中在所述至少一个沟槽内形成所述第一膜之后，所述第一可混溶材料在所述第一嵌段共聚物内的存在使得所述第一嵌段共聚物的成线微畴相对于所述第一侧壁和所述第二侧壁排列，并且其中所述第二膜包括所述第二嵌段共聚物和第二可混溶材料的组合，其中所述第二可混溶材料与所述第二嵌段共聚物可混溶，其中在所述至少一个沟槽内形成所述第二膜之后，所述第二可混溶材料在所述第二嵌段共聚物内的存在使得所述第二嵌段共聚物的成线微畴相对于所述取向结构排列。

7.如权利要求6的方法，其中，所述第一可混溶材料和所述第二可混溶材料分别增加所述第一聚合物的所述第一嵌段和所述第三聚合物的所述第一嵌段的成线微畴的刚性，其中所述第一可混溶材料和所述第二可混溶材料的每一种都从以下组中选择，该组包括有机均聚物、无机均聚物、可交联均聚物、无机低聚物以及它们的组合。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一侧壁与所述第二侧壁基本上平行，其中所述第一侧壁和所述第二侧壁被隔开大约20nm至大约2000nm范围内的距离，其中所述至少一个沟槽具有大约30nm至200nm范围内的深度。