Fabrication et caractérisation de cellules solaires organiques nanostructurées par la méthode de nanoimpression thermique

La morphologie des couches actives des cellules solaires organiques joue un rôle important sur l’efficacité de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique de ces dispositifs. Les hétérojonctions planaires et les hétérojonctions en volume sont les plus communément utilisées. Cependant, la morphologie idéale pour l’efficacité se situerait à mis chemin entre celles-ci. Il s’agit de l’hétérojonction nanostructurée qui augmenterait la surface entre les couches actives de matériaux tout en favorisant le transport des porteurs de charge. L’objectif de ce projet de maîtrise est d’étudier l’impact de l’implantation de nanostructures dans les cellules solaires organiques sur leurs performances photovoltaïques. Pour ce faire, on utilise la méthode de nanoimpression thermique sur le matériau donneur, le P3HT, afin que celui-ci forme une interface nanostructurée avec le matériau accepteur, le PCBM. Pour effectuer les nanoimpressions, des moules en alumine nanoporeuse ont été fabriqués à l’aide du procédé d’anodisation en deux temps développé par Masuda et al. Ces moules ont subi un traitement afin de faciliter leur séparation du P3HT. Les agents antiadhésifs PDMS et FTDS ont été utilisés à cette fin. Les résultats obtenus témoignent de la complexité d’exécution du procédé de nanoimpression. Il a été démontré que la pression appliquée durant le procédé, la tension superficielle des éléments en contact et les dimensions des nanopores des moules sont des paramètres critiques pour le succès des nanoimpressions. Ceux-ci ont donc dû être optimisés de manière à réussir cette opération. Ainsi, des cellules à interface nanostructurée à 25% avec des nanobâtonnets de 35 nm de hauteur ont pu être fabriquées. Les cellules nanostructurées ont démontré une efficacité 2,3 ± 0,6 fois supérieure aux cellules sans nanostructures, dites planaires. D’autre part, un solvant a été proposé pour diminuer l’interdiffusion entre les couches de P3HT et de PCBM pouvant altérer les nanostructures. Ce phénomène bien connu survient lors du dépot de la couche de PCBM avec le dichlorométhane, un solvant orthogonal avec ces matériaux. Des mesures au TOF-SIMS ont démontré que le limonène permet de diminuer l’interdiffusion entre les couches de P3HT et de PCBM, ce qui en fait un meilleur solvant orthogonal que le dichlorométhane.

Synthesis and Characterization of Nanostructured Electro-active Materials

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Investigating wetting characteristics on microstructured surfaces for superhydrophobicity and metal microcasting

The engineering of liquid behavior on surfaces is important for infrastructure, transportation, manufacturing, and sensing. Surfaces can be rendered superhydrophobic by microstructuring, and superhydrophobic devices could lead to practical corrosion inhibition, self-cleaning, fluid flow control, and surface drag reduction. To more fully understand how liquid interacts with microstructured surfaces, this dissertation introduces a direct method for determining droplet solid-liquid-vapor interfacial geometry on microstructured surfaces. The technique performs metrology on molten metal droplets deposited onto microstructured surfaces and then frozen. Unlike other techniques, this visualization technique can be used on large areas of curved and opaque microstructured surfaces to determine contact line. This dissertation also presents measurements and models for how curvature and flexing of microstructured polymers affects hydrophobicity. Increasing curvature of microstructured surfaces leads to decreased slide angle for liquid droplets suspended on the surface asperities. For a surface with regularly spaced asperities, as curvature becomes more positive, droplets suspended on the tops of asperities are suspended on fewer asperities. Curvature affects superhydrophobicity because microscopic curvature changes solid-liquid interaction, pitch is altered, and curvature changes the shape of the three phase contact line. This dissertation presents a model of droplet interactions with curved microstructured surfaces that can be used to design microstructure geometries that maintain the suspension of a droplet when curved surfaces are covered with microstructured polymers. Controlling droplet dynamics could improve microfluidic devices and the shedding of liquids from expensive equipment, preventing corrosion and detrimental performance. This dissertation demonstrates redirection of dynamic droplet spray with anisotropic microstructures. Superhydrophobic microstructured surfaces can be economically fabricated using metal embossing masters, so this dissertation describes casting-based microfabrication of metal microstructures and nanostructures. Low melting temperature metal was cast into flexible silicone molds which were themselves cast from microfabricated silicon templates. The flexibility of the silicone mold permits casting of curved surfaces, which this dissertation demonstrates by fabricating a cylindrical metal roller with microstructures. The metal microstructures can be in turn used as a reusable molding tool. This dissertation also describes an industrial investment casting process to produce aluminum molds having integrated microstructures. Unlike conventional micromolding tools, the aluminum mold was large and had complex curved surfaces. The aluminum was cast into curved microstructured ceramic molds which were themselves cast from curved microstructured rubber. Many structures were successfully cast into the aluminum with excellent replication fidelity, including circular, square, and triangular holes. This dissertation demonstrates molding of large, curved surfaces having surface microstructures using the aluminum mold. This work contributes a more full understanding of the phenomenon of superhydrophobicity and techniques for the economic fabrication of superhydrophobic microstructures.

Design and development of distributed feedback transistor lasers

The transistor laser is a unique three-port device that operates simultaneously as a transistor and a laser. With quantum wells incorporated in the base regions of heterojunction bipolar transistors, the transistor laser possesses advantageous characteristics of fast base spontaneous carrier lifetime, high differential optical gain, and electrical-optical characteristics for direct “read-out” of its optical properties. These devices have demonstrated many useful features such as high-speed optical transmission without the limitations of resonance, non-linear mixing, frequency multiplication, negative resistance, and photon-assisted switching. To date, all of these devices operate as multi-mode lasers without any type of wavelength selection or stabilizing mechanisms. Stable single-mode distributed feedback diode laser sources are important in many applications including spectroscopy, as pump sources for amplifiers and solid-state lasers, for use in coherent communication systems, and now as TLs potentially for integrated optoelectronics. The subject of this work is to expand the future applications of the transistor laser by demonstrating the theoretical background, process development and device design necessary to achieve singlelongitudinal- mode operation in a three-port transistor laser. A third-order distributed feedback surface grating is fabricated in the top emitter AlGaAs confining layers using soft photocurable nanoimprint lithography. The device produces continuous wave laser operation with a peak wavelength of 959.75 nm and threshold current of 13 mA operating at -70 °C. For devices with cleaved ends a side-mode suppression ratio greater than 25 dB has been achieved.

Fabrication et caractérisation de cellules solaires organiques nanostructurées par la méthode de nanoimpression thermique

La morphologie des couches actives des cellules solaires organiques joue un rôle important sur l’efficacité de conversion de l’énergie solaire en énergie électrique de ces dispositifs. Les hétérojonctions planaires et les hétérojonctions en volume sont les plus communément utilisées. Cependant, la morphologie idéale pour l’efficacité se situerait à mis chemin entre celles-ci. Il s’agit de l’hétérojonction nanostructurée qui augmenterait la surface entre les couches actives de matériaux tout en favorisant le transport des porteurs de charge. L’objectif de ce projet de maîtrise est d’étudier l’impact de l’implantation de nanostructures dans les cellules solaires organiques sur leurs performances photovoltaïques. Pour ce faire, on utilise la méthode de nanoimpression thermique sur le matériau donneur, le P3HT, afin que celui-ci forme une interface nanostructurée avec le matériau accepteur, le PCBM. Pour effectuer les nanoimpressions, des moules en alumine nanoporeuse ont été fabriqués à l’aide du procédé d’anodisation en deux temps développé par Masuda et al. Ces moules ont subi un traitement afin de faciliter leur séparation du P3HT. Les agents antiadhésifs PDMS et FTDS ont été utilisés à cette fin. Les résultats obtenus témoignent de la complexité d’exécution du procédé de nanoimpression. Il a été démontré que la pression appliquée durant le procédé, la tension superficielle des éléments en contact et les dimensions des nanopores des moules sont des paramètres critiques pour le succès des nanoimpressions. Ceux-ci ont donc dû être optimisés de manière à réussir cette opération. Ainsi, des cellules à interface nanostructurée à 25% avec des nanobâtonnets de 35 nm de hauteur ont pu être fabriquées. Les cellules nanostructurées ont démontré une efficacité 2,3 ± 0,6 fois supérieure aux cellules sans nanostructures, dites planaires. D’autre part, un solvant a été proposé pour diminuer l’interdiffusion entre les couches de P3HT et de PCBM pouvant altérer les nanostructures. Ce phénomène bien connu survient lors du dépot de la couche de PCBM avec le dichlorométhane, un solvant orthogonal avec ces matériaux. Des mesures au TOF-SIMS ont démontré que le limonène permet de diminuer l’interdiffusion entre les couches de P3HT et de PCBM, ce qui en fait un meilleur solvant orthogonal que le dichlorométhane.

Functionalized Carbon Micro/Nanostructures for Biomolecular Detection

Advancements in the micro-and nano-scale fabrication techniques have opened up new avenues for the development of portable, scalable and easier-to-use biosensors. Over the last few years, electrodes made of carbon have been widely used as sensing units in biosensors due to their attractive physiochemical properties. The aim of this research is to investigate different strategies to develop functionalized high surface carbon micro/nano-structures for electrochemical and biosensing devices. High aspect ratio three-dimensional carbon microarrays were fabricated via carbon microelectromechanical systems (C-MEMS) technique, which is based on pyrolyzing pre-patterned organic photoresist polymers. To further increase the surface area of the carbon microstructures, surface porosity was introduced by two strategies, i.e. (i) using F127 as porogen and (ii) oxygen reactive ion etch (RIE) treatment. Electrochemical characterization showed that porous carbon thin film electrodes prepared by using F127 as porogen had an effective surface area (Aeff 185%) compared to the conventional carbon electrode. To achieve enhanced electrochemical sensitivity for C-MEMS based functional devices, graphene was conformally coated onto high aspect ratio three-dimensional (3D) carbon micropillar arrays using electrostatic spray deposition (ESD) technique. The amperometric response of graphene/carbon micropillar electrode arrays exhibited higher electrochemical activity, improved charge transfer and a linear response towards H2O2 detection between 250μM to 5.5mM. Furthermore, carbon structures with dimensions from 50 nano-to micrometer level have been fabricated by pyrolyzing photo-nanoimprint lithography patterned organic resist polymer. Microstructure, elemental composition and resistivity characterization of the carbon nanostructures produced by this process were very similar to conventional photoresist derived carbon. Surface functionalization of the carbon nanostructures was performed using direct amination technique. Considering the need for requisite functional groups to covalently attach bioreceptors on the carbon surface for biomolecule detection, different oxidation techniques were compared to study the types of carbon–oxygen groups formed on the surface and their percentages with respect to different oxidation pretreatment times. Finally, a label-free detection strategy using signaling aptamer/protein binding complex for platelet-derived growth factor oncoprotein detection on functionalized three-dimensional carbon microarrays platform was demonstrated. The sensor showed near linear relationship between the relative fluorescence difference and protein concentration even in the sub-nanomolar range with an excellent detection limit of 5 pmol.

Development, Evaluation and Optimization of Fabrication Processes for Daylight Guiding Systems Based on Micromirror Arrays

In this work, fabrication processes for daylight guiding systems based on micromirror arrays are developed, evaluated and optimized.Two different approaches are used: At first, nanoimprint lithography is used to fabricate large area micromirrors by means of Substrate Conformal Imprint Lithography (SCIL).Secondly,a new lithography technique is developed using a novel bi-layered photomask to fabricate large area micromirror arrays. The experimental results showing a reproducible stable process, high yield, and is consuming less material, time, cost and effort.

The optical properties of metamaterials

This thesis studies the parametric investigation, polarisation dependence and characterization of fishnet structure at near infrared wavelengths. Detailed simulations are performed to understand the behaviour of the structure at near infrared and optical wavelengths. Simulations are performed to obtain negative refractive index of the fishnet structure formed from nanoimprint lithography (NIL) by taking into account the effect of substrate and polymethyl methacrylate (PMMA) beneath it. Two different structures have been designed and fabricated of varying dimensions using NIL and their resonant wavelength measured in the near infrared at 1.45 µm and 1.88 µm. Simulations suggest that a negative refractive index real part with the magnitude -0.24 is found at 1.53 µm and this decrease to a maximum magnitude of -0.57 at 1.9 µm. The PMMA and suppressed pillars are here responsible for the increasing material losses and limiting the value of negative refractive index. An analytical approach has been suggested to characterise fishnet structures at oblique incidence. The expressions for an absorbing medium are rewritten for an alternative definition of refractive index. The expressions are initially validated for a dielectric slab and a metal film. These results provide the possibility that this proposal may yield a general algorithm for obtaining the complex reflection and transmission coefficients for artificial structures. FDTD simulations have been extensively used in this thesis to understand the optical metamaterials and their characterization.

Substrate Conformal Imprint Lithography als innovatives Verfahren zur Herstellung von Nanospektrometern im sichtbaren Spektralbereich

Selbstbestimmung und -gestaltung des eigenen Alltages gewinnen immer mehr an Bedeutung, insbesondere für ältere Mitmenschen in ländlichen Regionen, die auf ärztliche Versorgung angewiesen sind. Die Schaffung sogenannter smart personal environments mittels einer Vielzahl von, nahezu unsichtbar installierten Sensoren im gewohnten Lebensraum liefert dem Anwender (lebens-) notwendige Informationen über seine Umgebung oder seinen eigenen Körper. Dabei gilt es nicht den Anwender mit technischen Daten, wie Spektren, zu überfordern. Vielmehr sollte die Handhabung so einfach wie möglich gestaltet werden und die ausgewertete Information als Indikationsmittel zum weiteren Handeln dienen. Die Anforderungen an moderne Technologien sind folglich eine starke Miniaturisierung, zur optimalen Integration und Mobilität, bei gleichzeitig hoher Auflösung und Stabilität. Die Zielsetzung der vorliegenden Arbeit ist die Miniaturisierung eines spektroskopischen Systems bei gleichzeitig hohem Auflösungsvermögen für die Detektion im sichtbaren Spektralbereich. Eine Möglichkeit für die Herstellung eines konkurrenzfähigen „Mini-„ oder „Mikrospektrometers“ basiert auf Fabry-Pérot (FP) Filtersystemen, da hierbei die Miniaturisierung nicht wie üblich auf Gittersysteme limitiert ist. Der maßgebliche Faktor für das spektrale Auflösungsvermögen des Spektrometers ist die vertikale Präzision und Homogenität der einzelnen 3D Filterkavitäten, die die unterschiedlichen Transmissionswellenlängen der einzelnen Filter festlegen. Die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit des am INA entwickelten Nanospektremeters wurde durch die maximale Reduzierung der Prozessschritte, nämlich auf einen einzigen Schritt, erreicht. Erstmalig wird eine neuartige Nanoimprint Technologie, die sog. Substrate Conformal Imprint Lithography, für die Herstellung von wellenlängen-selektierenden Filterkavitäten von stark miniaturisierten Spektrometern eingesetzt. Im Zuge dieser Arbeit wird das Design des FP Filtersystems entwickelt und technologisch mittels Dünnschichtdeposition und der Nanoimprinttechnologie realisiert. Ein besonderer Schwerpunkt liegt hierbei in der Untersuchung des Prägematerials, dessen optische Eigenschaften maßgeblich über die Performance des Filtersystems entscheiden. Mit Hilfe eines speziell gefertigten Mikroskopspektrometers werden die gefertigten Filterfelder hinsichtlich ihrer Transmissionseigenschaften und ihres Auflösungsvermögens hin untersucht. Im Hinblick auf publizierte Arbeiten konkurrierender Arbeitsgruppen konnte eine deutliche Verbesserung des miniaturisierten Spektrometers erreicht werden. Die Minimierung der Prozessschritte auf einen einzigen Prägeschritt sorgt gleichzeitig für eine schnelle und zuverlässige Replikation der wellenlängenselektierenden Filterkavitäten. Im Rahmen dieser Arbeit wurde aufgezeigt, dass das angestrebte Nanospektrometer, trotz der sehr geringen Größe, eine hohe Auflösung liefern kann und gerade wegen der starken Miniaturisierung mit kommerziellen Mini- und Mikro-spektrometern konkurrenzfähig ist.

Fabrication and Characterization of Efficient Optical Filter Arrays Implemented by 3D Nanoimprint

In dieser Arbeit werden optische Filterarrays für hochqualitative spektroskopische Anwendungen im sichtbaren (VIS) Wellenlängenbereich untersucht. Die optischen Filter, bestehend aus Fabry-Pérot (FP)-Filtern für hochauflösende miniaturisierte optische Nanospektrometer, basieren auf zwei hochreflektierenden dielektrischen Spiegeln und einer zwischenliegenden Resonanzkavität aus Polymer. Jeder Filter erlaubt einem schmalbandigem spektralen Band (in dieser Arbeit Filterlinie genannt) ,abhängig von der Höhe der Resonanzkavität, zu passieren. Die Effizienz eines solchen optischen Filters hängt von der präzisen Herstellung der hochselektiven multispektralen Filterfelder von FP-Filtern mittels kostengünstigen und hochdurchsatz Methoden ab. Die Herstellung der multiplen Spektralfilter über den gesamten sichtbaren Bereich wird durch einen einzelnen Prägeschritt durch die 3D Nanoimprint-Technologie mit sehr hoher vertikaler Auflösung auf einem Substrat erreicht. Der Schlüssel für diese Prozessintegration ist die Herstellung von 3D Nanoimprint-Stempeln mit den gewünschten Feldern von Filterkavitäten. Die spektrale Sensitivität von diesen effizienten optischen Filtern hängt von der Genauigkeit der vertikalen variierenden Kavitäten ab, die durch eine großflächige ‚weiche„ Nanoimprint-Technologie, UV oberflächenkonforme Imprint Lithographie (UV-SCIL), ab. Die Hauptprobleme von UV-basierten SCIL-Prozessen, wie eine nichtuniforme Restschichtdicke und Schrumpfung des Polymers ergeben Grenzen in der potenziellen Anwendung dieser Technologie. Es ist sehr wichtig, dass die Restschichtdicke gering und uniform ist, damit die kritischen Dimensionen des funktionellen 3D Musters während des Plasmaätzens zur Entfernung der Restschichtdicke kontrolliert werden kann. Im Fall des Nanospektrometers variieren die Kavitäten zwischen den benachbarten FP-Filtern vertikal sodass sich das Volumen von jedem einzelnen Filter verändert , was zu einer Höhenänderung der Restschichtdicke unter jedem Filter führt. Das volumetrische Schrumpfen, das durch den Polymerisationsprozess hervorgerufen wird, beeinträchtigt die Größe und Dimension der gestempelten Polymerkavitäten. Das Verhalten des großflächigen UV-SCIL Prozesses wird durch die Verwendung von einem Design mit ausgeglichenen Volumen verbessert und die Prozessbedingungen werden optimiert. Das Stempeldesign mit ausgeglichen Volumen verteilt 64 vertikal variierenden Filterkavitäten in Einheiten von 4 Kavitäten, die ein gemeinsames Durchschnittsvolumen haben. Durch die Benutzung der ausgeglichenen Volumen werden einheitliche Restschichtdicken (110 nm) über alle Filterhöhen erhalten. Die quantitative Analyse der Polymerschrumpfung wird in iii lateraler und vertikaler Richtung der FP-Filter untersucht. Das Schrumpfen in vertikaler Richtung hat den größten Einfluss auf die spektrale Antwort der Filter und wird durch die Änderung der Belichtungszeit von 12% auf 4% reduziert. FP Filter die mittels des Volumengemittelten Stempels und des optimierten Imprintprozesses hergestellt wurden, zeigen eine hohe Qualität der spektralen Antwort mit linearer Abhängigkeit zwischen den Kavitätshöhen und der spektralen Position der zugehörigen Filterlinien.

3D nanoimprint technology for NIR Fabry-Pérot filter arrays

Im Rahmen dieser Arbeit wird die Herstellung von miniaturisierten NIR-Spektrometern auf Basis von Fabry-Pérot (FP) Filter Arrays behandelt. Bisher ist die kostengünstige Strukturierung von homogenen und vertikal erweiterten Kavitäten für NIR FP-Filter mittels Nanoimprint Technologie noch nicht verfügbar, weil die Qualität der Schichten des Prägematerials unzureichend ist und die geringe Mobilität der Prägematerialien nicht ausreicht, um die vertikal erweiterten Kavitäten zu füllen. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Reduzierung des technischen Aufwands zur Herstellung von homogenen und vertikal erweiterten Kavitäten. Zur Strukturierung der Kavitäten wird ein großflächiger substratkonformer UV-Nanoimprint Prozess (SCIL - Substrate Conformal Imprint Lithoghaphy) verwendet, der auf einem Hybridstempel basiert und Vorteile von harten und weichen Stempeln vereint. Um die genannten Limitierungen zu beseitigen, werden alternative Designs der Kavitäten untersucht und ein neues Prägematerial eingesetzt. Drei Designlösungen zur Herstellung von homogenen und erweiterten Kavitäten werden untersucht und verglichen: (i) Das Aufbringen des Prägematerials mittel mehrfacher Rotationsbeschichtung, um eine höhere Schichtdicke des Prägematerials vor dem Prägeprozess zu erzeugen, (ii) die Verwendung einer hybriden Kavität bestehend aus einer strukturierten Schicht des Prägematerials eingebettet zwischen zwei Siliziumoxidschichten, um die Schichtdicke der organischen Kavität zu erweitern und (iii) die Optimierung des Prägeprozesses durch Verwendung eines neuen Prägematerials. Die mit diesen drei Ansätzen hergestellten FP-Filter Arrays zeigen, hohe Transmissionen (beste Transmission > 90%) und kleine Linienbreiten (Halbwertsbreiten <5 nm).

Methacrylate-functionalized oligomers based on lactide, E-caprolactone and trimethylene carbonate for application in stereo-lithography

Photo-curable biodegradable macromers were prepared by ring opening polymerization of D,L-lactide (DLLA), (similar to)-caprolactone (CL) and 1,3-trimethylene carbonate (TMC) in the presence of glycerol or sorbitol as initiator and stannous octoate as catalyst, and subsequent methacrylation of the terminal hydroxyl groups. These methacrylated macromers, ranging in molecular weight from approximately 700 to 6000 g/mol, were cross-linked using ultraviolet (UV) light to form biodegradable networks. Homogeneous networks with high gel contents were prepared. One of the resins based on PTMC was used to prepare three-dimensional structures by stereo-lithography using a commercially available apparatus.

Methacrylate-functionalized oligomers based on lactide, ε- caprolactone and trimethylene carbonate for application in stereo-lithography

Photo-curable biodegradable macromers were prepared by ring opening polymerization of D,L-lactide (DLLA), ε-caprolactone (CL) and 1,3-trimethylene carbonate (TMC) in the presence of glycerol or sorbitol as initiator and stannous octoate as catalyst, and subsequent methacrylation of the terminal hydroxyl groups. These methacrylated macromers, ranging in molecular weight from approximately 700 to 6000 g/mol, were cross-linked using ultraviolet (UV) light to form biodegradable networks. Homogeneous networks with high gel contents were prepared. One of the resins based on PTMC was used to prepare three-dimensional structures by stereo-lithography using a commercially available apparatus.

Chain scission resists for extreme ultraviolet lithography based on high performance polysulfone-containing polymers

A series of polymers with a comb architecture were prepared where the poly(olefin sulfone) backbone was designed to be highly sensitive to extreme ultraviolet (EUV) radiation, while the well-defined poly(methyl methacrylate) (PMMA) arms were incorporated with the aim of increasing structural stability. It is hypothesized that upon EUV radiation rapid degradation of the polysulfone backbone will occur leaving behind the well-defined PMMA arms. The synthesized polymers were characterised and have had their performance as chain-scission EUV photoresists evaluated. It was found that all materials possess high sensitivity towards degradation by EUV radiation (E0 in the range 4–6 mJ cm−2). Selective degradation of the poly(1-pentene sulfone) backbone relative to the PMMA arms was demonstrated by mass spectrometry headspace analysis during EUV irradiation and by grazing-angle ATR-FTIR. EUV interference patterning has shown that materials are capable of resolving 30 nm 1:1 line:space features. The incorporation of PMMA was found to increase the structural integrity of the patterned features. Thus, it has been shown that terpolymer materials possessing a highly sensitive poly(olefin sulfone) backbone and PMMA arms are able to provide a tuneable materials platform for chain scission EUV resists. These materials have the potential to benefit applications that require nanopattering, such as computer chip manufacture and nano-MEMS.

Patterning of tailored polycarbonate based non-chemically amplified resists using extreme ultraviolet lithography

A series of high-performance polycarbonates have been prepared with glass-transition temperatures and decomposition temperatures that are tunable by varying the repeat-unit chemical structure. Patterning of the polymers with extreme UV lithography has been achieved by taking advantage of direct photoinduced chain scission of the polymer chains, which results in a molecular-weight based solubility switch. After selective development of the irradiated regions of the polymers, feature sizes as small as 28.6 nm have been printed and the importance of resist-developer interactions for maximizing image quality has been demonstrated.