Fokus presentasi dalam seminar ini adalah menyelidiki DSA (Directed Self-Assembly) dari material mengandung silikon berstruktur lamellar dengan χ tinggi, yaitu polystyrene -block- poly(1,1-dimethylsilacyclobutane) (PS-b-PDMSB) dengan resolusi 9 nm, pada substrat topografik untuk litografi block copolymer (BCP) (proses yang disebut graphoepitaksi), dengan tujuan akhir untuk mengatasi aplikasi dalam mikroelektronik dan surface enhanced Raman spectroscopy (SERS).
Pencapaian nanostruktur beresolusi tinggi pada skala sub-10 nm sangat penting untuk kemajuan teknologi, terutama di bidang mikroelektronik, di mana pengecilan ukuran transistor terus memainkan peran krusial, tetapi juga di bidang lain seperti fotonik untuk fabrikasi metasurface atau di bidang sensor bio/kimia, misalnya. Dalam konteks ini, directed self-assembly (DSA) dari BCP dengan χ tinggi adalah teknik nanofabrikasi yang menjanjikan. Memiliki nilai parameter Flory-Huggins χ yang lebih tinggi, di mana χ mengukur ketidakcocokan kimia antara blok-blok, memungkinkan pembentukan fitur beresolusi lebih tinggi (sub-10 nm).
Untuk mencapai konfigurasi yang kompatibel dengan litografi, yaitu long-range ordered lamellar tegak lurus terhadap substrat, diperlukan kontrol presisi terhadap interaksi pembasahan antara BCP dan lingkungannya (misalnya, bagian bawah dan dinding samping substrat, serta lapisan atas polimer). Pada bagian pertama pekerjaan ini, Dr. Putranto mengevaluasi berbagai perlakuan kimia plasma pada substrat topografik yang terdiri dari paritan, tersusun oleh permukaan pandu spin-on-carbon (SOC) dan substrat dasar Si, untuk mendorong penyelarasan vertikal ini dalam paritan. Perlakuan plasma HBr/O₂ khususnya berhasil mencapai pembasahan netral di antarmuka bawah dan pembasahan afinitas-PS yang kuat di dinding samping paritan SOC, sehingga efektif memandu lamellar BCP vertikal sepanjang paritan. Pengamatan eksperimental sesuai dengan model konfigurasi energi bebas yang dikembangkan untuk mendeskripsikan sistem ini. Penghilangan selektif salah satu domain BCP, misalnya dengan plasma etching, menghasilkan struktur vertikal terbuka yang berfungsi sebagai template litografi di luar aplikasi mikroelektronik seperti sensor berbasis SERS.
Selain itu, potensi struktur padat sub-10 nm ini untuk sensor berbasis SERS dievaluasi. Deposisi logam pada template BCP ini menghasilkan berbagai struktur garis emas nanoskopik (seperti bukit nano), yang dievaluasi melalui deteksi tiofenol yang di-graft pada permukaan. Struktur bukit nano emas ini menunjukkan peningkatan sinyal Raman yang signifikan dibandingkan referensi, berkat hotspot yang sangat padat di persimpangan bukit tersebut.
Dapat disimpulkan bahwa proses self-assembly menggunakan BCP merupakan suatu teknik yang sangat efektif untuk litografi, menawarkan efisiensi dalam biaya dan throughput, memungkinkan pola beresolusi ultra-tinggi, serta menghasilkan struktur permukaan yang homogen. Keunggulan ini menjadikannya sangat bermanfaat untuk aplikasi mikroelektronik dan sensor. Selain itu, BCP juga membuka peluang penelitian yang mudah diakses, termasuk di Indonesia, sehingga dapat mendorong kemajuan nanoteknologi secara global.