В последние годы, значительные усилия были брошены на объединение обычного метода нанопроизводства типа «сверху-вниз» (top-down) и метода «снизу-вверх» (bottom-up), основанного на самосборке, для получения разнообразных сложных наноструктур. Например, используя "плоскостную" нанолитографию (метод, который использует коллоидный монослой как маску для напыления или травления) были получены различные интересные наноструктуры, включая треугольники, кольца, точки и сотовидные структуры.
Однако получающиеся образцы ограничены двумерными структурами определенных симметрий. В данной статье представлена методика трёхмерного (3D) производства наночастиц с использованием шаблонов, которая направлена на синтез металлических и керамических наноструктур по всему объёму самособирающихся коллоидных структур. Этот метод позволяет помещать наноструктурные объекты в определенные места в пределах шаблона, что позволяет формировать периодические многокомпонентные структуры. При распаде шаблона высвобождается большое количество частиц уникальной формы. Поскольку наноструктуры синтезируются по всему объёму, выход по количеству частиц для такого метода значительно превышает выход для двумерного (2D) процесса изготовления. В частности, кольцевые частицы привлекли к себе внимание из-за их уникальных оптических и магнитных свойств в зависимости от выбора материала. Преимущество трехмерной (3D) нанолитографии очевидно, т.к. используются все коллоиды в трехмерном коллоидном кристалле, и каждый такой коллоид производит локально 6 кольцевых частиц, в результате плотность размещения частиц увеличивается на 2 порядка по сравнению с двумерной технологией.
Простое 2D представление, иллюстрирующее процесс, показано на рисунке 1. Когда толщина покрытия превышает минимальный радиус отрицательного кривизны, показанного в п.А рисунка 1, фронт роста вдоль направления нормали перемещается быстрее скорости конформного покрытия. Однако, конформное травление распространяется с одной скоростью во всех направлениях. В результате, когда толщина травления становится равной толщине покрытия, покрывающие материалы остаются в области, первоначально имеющей отрицательную кривизну поверхности.
- то рост, сохраняющий форму исходной поверхности.
