Direct magnetic and surface relief patterning using carbazole-based azopolymer

О. Паюк; А. Мєшалкін; О. Стронський; Є. Акімова; К. Лошманський; В. Ботнарь; А. Корчовий; М. Попович

doi:10.15330/pcss.24.1.197-201

Автор(и)

О. Паюк Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова, НАН України, Київ, Україна
А. Мєшалкін Інститут прикладної фізики, Кишинів, Молдова
О. Стронський Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова, НАН України, Київ, Україна
Є. Акімова Інститут прикладної фізики, Кишинів, Молдова
К. Лошманський Інститут прикладної фізики, Кишинів, Молдова
В. Ботнарь Інститут прикладної фізики, Кишинів, Молдова
А. Корчовий Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова, НАН України, Київ, Україна
М. Попович Інститут фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова, НАН України, Київ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.24.1.197-201

Ключові слова:

азополімер, поліепоксипропілкарбазол, метиловий червоний, тонкі плівки, голографічні решітки, прямий запис, поверхневий і магнітний рельєф

Анотація

У роботі представлено результати дослідження шарів карбазолвмісних азополімерів (поліепоксипропілкарбазол: метиловий червоний з магнітною домішкою Fe₂SO₄) для створення 1-D та 2-D поверхнево рельєфних решіток. Проілюстровано гарну якість отриманих структур на основі результатів досліджень морфології поверхні з використанням АСМ та МСМ. За допомогою синього лазера в процесі голографічного запису отримано поверхнево рельєфні решітки з висотою профілю рельєфу до 1,2 µm. Разом з утворенням поверхнево рельєфної гратки показано пряме формування магнітного рельєфу решітки. Продемонстровано можливість одночасного прямого формування поверхневого та магнітного рельєфу при оптичному записі решіток на тонких плівках азополімеру.

Ключові слова: азополімер, поліепоксипропілкарбазол, метиловий червоний, тонкі плівки, голографічні решітки, прямий запис, поверхневий і магнітний рельєф.

Посилання

V.M. Kryshenik, Y.M. Azhniuk, V.S. Kovtunenko, All-optical patterning in azobenzene polymers and amorphous chalcogenides, Journal of Non-Crystalline Solids, 512, 112 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2019.02.019.

V.V. Podlipnov, N.A. Ivliev, S.N. Khonina, D.V. Nesterenko, A.Yu. Meshalkin, E.A. Achimova, Formation of microstructures on the surface of a carbasole-containing azopolymer by the action of laser beams, J. Phys.: Conf. Ser., 1368, 022069 (2019); https://doi.org/10.1088/1742-6596/1368/2/022069

A. Priimagi, A. Shevchenko, Azopolymer-based micro- and nanopatterning for photonic applications, J. Polym. Sci. B Polym. Phys., 52, 163 (2014); https://doi.org/10.1002/polb.23390.

J.V. Grazulevicius, P. Strohriegl, J. Pielichowski, K. Pielichowski, Carbazole-containing polymers: synthesis, properties and applications, Progress in Polymer Science. 28 (9), 1297 (2003); https://doi.org/10.1016/S0079-6700(03)00036-4.

S.G. Sorkhabi, R. Barille, S. Ahmadi-Kandjani, S. Zielinska, E. Ortyl, A new method for patterning azopolymer thin film surfaces, Opt. Mater., 66, 573 (2017); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2017.03.004.

A. Andries, V. Abaskin, E. Achimova, A. Meshalkin, A. Prisacar, S. Sergheev, S. Robu, L. Vlad, Application of carbazole-containing polymer materials as recording media, Phys. Status Solidi A, 208, 1837 (2011); https://doi.org/10.1002/pssa.201084040.

F.T. O'Neill, A.J. Carr, S.M. Daniels, M.R. Gleeson, J.V. Kelly, J.R. Lawrence, J.T. Sheridan, Refractive elements produced in photopolymer layers, Journal of Materials Science, 40(15), 4129 (2005); https://doi.org/10.1007/s10853-005-2567-6.

T. Tanaka, Recording and reading temperature tolerance in holographic data storage, in relation to the anisotropic thermal expansion of a photopolymer medium, Optics Express, 17(16), 14132 (2009); https://doi.org/10.1364/OE.17.014132.

A. Khan, G.D. Stucky, C.J. Hawker, High‐Performance, Non-diffusive Crosslinked Polymers for Holographic Data Storage, Advanced Materials, 20(20), 3937 (2008); https://doi.org/10.1002/adma.200800776.

J.T. Sheridan, M.R. Gleeson, C.E. Close, J.V. Kelly, Optical response of photopolymer materials for holographic data storage applications, J. Nanosci. Nanotechnol., 7(1), 232 (2007); https://doi.org/10.1166/jnn.2007.18018.

A. Gerbreders, O. Shimane, V. Kolobjonoks, J. Teteris, UV optical record and electron beam lithography in polymer films, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng., 38, 012027 (2012); http://dx.doi.org/10.1088/1757-899X/38/1/012027.

J. Guo, S. Liu, M.R. Gleeson, J.T. Sheridan, Study of photosensitizer diffusion in a photopolymer material for holographic applications, Optical Engineering 50(1), 015801 (2011); https://doi.org/10.1117/1.3526686.

K. Curtis, L. Dhar, L. Murphy, A.J. Hill, Future Developments in Holographic Data Storage: From Theory to Practical Systems, (Wiley, 2010).

V.V. Bivol, S.V. Robu, A.M. Prisacari, A.Yu. Meshalkin, L.A. Vlad, M.I. Karaman, Study of sensitometric and holographic properties of photoresist media based on carbazole-containing polymers sensitized with triiodomethane and pyranphotochromic materials, High Energy Chemistry, 40(3), 178 (2006); https://doi.org/10.1134/S001814390603009X.

A.V. Stronski and M. Vlček, Imaging properties of As40S40Se20 layers, Optoelectronics Review, 8(3), 263(2000).

A. Stronski, L. Revutska, A. Meshalkin, O. Paiuk, E. Achimova, A. Korchovyi, K. Shportko, O. Gudymenko, A. Prisacar, A. Gubanova, G. Triduh, Structural properties of Ag–As–S chalcogenide glasses in phase separation region and their application in holographic grating recording, Optical Materials 94, 393 (2019); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2019.06.016.

A. Andriesh, S. Sergheev, G. Triduh, A. Meshalkin, Diffraction optical structures on the basis of chalcogenide glasses and polymers, J. Optoelectron. Adv. M. 9(10), 3007 (2007).

M. Vlcek, S. Schroeter, S. Brueckner, S. Fehling, A. Fiserova, Direct fabrication of surface relief gratings in chalcogenide glasses by excimer laser interference lithography, Journal of Materials Science: Materials in Electronics 20(1), 290 (2009); https://doi.org/10.1007/s10854-008-9584-6.

A. Stronski, E. Achimova, O. Paiuk, A. Meshalkin, V. Abashkin, O. Lytvyn, S. Sergeev, A. Prisacar, P. Oleksenko, G. Triduh, Optical and Electron-Beam Recording of Surface Relief’s Using Ge5As37S58–Se Nanomultilayers as Registering Media, Journal of Nano Research 39, 96 (2016); https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JNanoR.39.96.

A. Rahmouni, Y. Bougdid, S. Moujdi, D. V. Nesterenko, and Z. Sekkat, Photoassisted holography in azodye doped polymer films, The Journal of Physical Сhemistry. B, 120(43), 11317 (2016); https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.6b08855.

A. Stronski, O. Paiuk, A. Gudymenko, V. Klad’ko, P. Oleksenko, N. Vuichyk, M. Vlček, I. Lishchynskyy, E. Lahderanta, A. Lashkul, A. Gubanova, Ts. Krys’kov, Effect of doping by transitional elements on properties of chalcogenide glasses, Ceramics International 41, 7543 (2015); http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.02.077.

J. Guo, M.R. Gleeson, J.T. Sheridan, A Review of the Optimisation of Photopolymer Materials for Holographic Data Storage, Physics Research International, 2012, 803439 (2012); https://doi.org/10.1155/2012/803439.

A. Stronski, E. Achimova, O. Paiuk, A. Meshalkin, A. Prisacar, G. Triduh, P. Oleksenko, P. Lytvyn, Direct Magnetic Relief Recording Using As40S60: Mn–Se Nanocomposite Multilayer Structures, Nanoscale Research Letters 12, 286 (2017); https://doi.org/10.1186/s11671-017-2060-6.

O. Paiuk, A. Meshalkin, A. Stronski, E. Achimova, K. Losmanschii, A. Korchovyi, Z. Denisova, V. Goroneskul, P. Oleksenko, Direct Surface Patterning Using Carbazole-Based Azopolymer, 5th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering. ICNBME 2021, IFMBE Proceedings, (Springer, Cham,2022); https://doi.org/10.1007/978-3-030-92328-0_16.

Yasuo Tomita, Naoaki Suzuki, and Katsumi Chikama, Holographic manipulation of nanoparticle distribution morphology in nanoparticle-dispersed photopolymers, Opt. Lett. 30(8), 839 (2005); https://doi.org/10.1364/OL.30.000839.

Yasuo Tomita, Eiji Hata, KeisukeMomose, ShingoTakayama, Xiangming Liu, Katsumi Chikama, Jürgen Klepp, Christian Pruner& Martin Fally, Photopolymerizable nanocomposite photonic materials and their holographic applications in light and neutron optics, J.Mod.Opt. 63(53), 511 (2016); https://doi.org/10.1080/09500340.2016.1143534.