ويرد بروتوكول لتصميم وتصنيع القائم على عمود نانوي رواية انقسام عصابة مرنان (SRR).
مقالة منهجية
ويرد بروتوكول لتصميم وتصنيع القائم على عمود نانوي رواية انقسام عصابة مرنان (SRR).
تيراهيرتز (THZ) انقسام عصابة مرنان (SRR) يتعلق بما وارء (MMS) وقد درس للغاز، والكيميائية، وتطبيقات الاستشعار البيولوجية الجزيئية للا يتأثر SRR حسب الخصائص البيئية مثل درجة الحرارة والضغط المحيطة مرنان. الإشعاع الكهرومغناطيسي في الترددات THz للهو حيويا، وهو حالة حرجة خاصة لتطبيق الاستشعار الجزيئية البيولوجية. ومع ذلك، فإن عامل الجودة (Q-عامل) والاستجابات تردد من الأغشية الرقيقة التقليدية القائمة مرنان انقسام حلقة (SRR) رسائل الوسائط المتعددة منخفضة جدا، مما يحد من الحساسيات والانتقائية أجهزة الاستشعار. في هذا العمل، والرواية الطبيون SRR القائم على عمود نانوي، وذلك باستخدام النزوح الحالية، تهدف إلى تعزيز Q-عامل يصل إلى 450، وهو أعلى بحوالي 45 مرة من أن من الرسائل المتعددة الوسائط التقليدية القائمة الأغشية الرقيقة. بالإضافة إلى تعزيز Q-عامل، رسائل الوسائط المتعددة القائمة على عمود نانوي لحث على التحولات تردد أكبر (17 مرات مقابل التحول التي حصلت عليها التقليدآل الطبيون على أساس الأغشية الرقيقة). بسبب تعزز إلى حد كبير Q-العوامل والتحولات تردد فضلا عن خاصية الإشعاع حيويا، وTHz للSRR القائم على عمود نانوي هم الطبيون مثالية لتطوير أجهزة الاستشعار البيولوجية الجزيئية مع حساسية عالية والانتقائية دون إحداث ضرر أو تشويه لالحيوية. وقد تجلى عملية تلفيق جديدة لبناء الممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي لالطبيون THz للالنزوح الحالية التي تتوسط فيها. وتستخدم (الاتحاد الافريقي) عملية الطلاء الكهربائي من خطوتين الذهب وعملية الذري طبقة ترسب (محددة المدة) لإنشاء الثغرات 10 الفرعي نانومتر واسعة النطاق بين عمود نانوي الاتحاد الافريقي. منذ عملية محددة المدة هي عملية طلاء امتثالي، أكسيد الألومنيوم موحد (آل 2 يا 3) طبقة بسماكة نانومتر النطاق يمكن تحقيقه. بواسطة الكهربائي بالتتابع رقيقة الاتحاد الافريقي آخر لملء الفراغات بين آل 2 يا 3 والاتحاد الافريقي، ومعبأة قريبة الاتحاد الافريقي آل 2 يا 3 -Au هيكل مع نانو النطاق آل 2 يا 3 ثغرات يمكن أن يكونملفقة. حجم النانو ثغرات يمكن تعريف بشكل جيد عن طريق التحكم بدقة دورات ترسب عملية محددة المدة، التي لديها دقة 0.1 نانومتر.
وقد وضعت تيراهيرتز (THZ) يتعلق بما وارء (MMS) لأجهزة الاستشعار الطبية الحيوية والأجهزة 1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 10، 11 التردد رشيقة. من أجل تحسين حساسية وتردد انتقائية THz للأجهزة الاستشعار MM، وقد تم تصميم القائم على عمود نانوي انقسام عصابة مرنان (SRR) باستخدام النزوح الحالية ولدت داخل الذهب (الاتحاد الافريقي) صفائف عمود نانوي لإثارة الأصداء THz للمع العوامل فائقة الجودة ( Q-العوامل) (~ 450) (الشكل 1) 12. على الرغم من الممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي تظهر العالية العوامل س وقدرات الاستشعار واعدة، تلفيق مثل nanostructurوفاق مع نسب عالية (أكثر من 40) والثغرات نانو النطاق (دون 10 نانومتر) على مساحة واسعة لا تزال صعبة (13).
هذه التقنية الأكثر استخداما لصنع هياكل نانو النطاق هي شعاع الإلكترون الطباعة الحجرية (EBL) 14، 15، 16، 17. ومع ذلك، فإن قرار EBL لا يزال محدودا نظرا لحجم شعاع بقعة، نثر الإلكترون، خصائص مقاومة، وعملية التنمية 18 و 19. وبالإضافة إلى ذلك، فإنه ليس من العملي لافتعال النانو باستخدام EBL على مساحة واسعة نظرا لوقت العملية بطيئة وتكاليف عملية كبيرة 20. استراتيجية أخرى لتحقيق النانو هو استخدام تقنية التجميع الذاتي 21 و 22. بواسطة nanocubes المعادن الذاتي تجميع (البلاغات) في حل وUTILتشغيلها على التفاعل كهرباء ورابطة بروابط البوليمر بين البلاغات، منظمة تنظيما جيدا مجموعة NC-الأبعاد واحد مع وجود ثغرات نانو النطاق يمكن أن يتحقق 23. حجم النانو الفجوة يعتمد على بروابط البوليمر بين البلاغات ويمكن التحكم من خلال تطبيق مواد البوليمر مختلفة مع مختلف الأوزان الجزيئية 24، 25، 26. هو التجميع الذاتي تقنية قوية لتحقيق النانو متدرجة وفعالة من حيث التكلفة 23. ومع ذلك، فإن عملية تصنيع أكثر تعقيدا بالمقارنة مع العمليات الصغيرة والمتناهية الصغر تلفيق التقليدية، والتحكم في أحجام نانو الفجوة ليست دقيقة بما فيه الكفاية لتطبيقات الأجهزة الإلكترونية. من أجل افتعال الممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي بنجاح، يجب أن اخترع طريقة تلفيق رواية لتحقيق الأهداف التالية: أ) عملية تلفيق سهلة لتطبيق وغير متوافقة مع اتفاقيةالصغيرة والمتناهية الصغر تلفيق عمليات القاعدة، ب) تلفيق على مساحة واسعة للتطبيق. ج) الأحجام نانو الفجوة يمكن السيطرة عليها بسهولة، وعلى وجه التحديد مع قرار 0.1 نانومتر، ويمكن زيادتها الى 10 نانومتر أو أقل.
ويتجلى أسلوب تلفيق رواية باستخدام مزيج من عملية الطلاء الكهربائي وعملية ذرية طبقة ترسب (محددة المدة) لافتعال الممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي. منذ الكهربائي هو عملية ملء النفس مع انخفاض التكلفة، فمن السهل أن تصنيع الهياكل على مساحة واسعة. ALD هو عملية ترسيب الأبخرة الكيميائية (الأمراض القلبية الوعائية) والتي يمكن التحكم بدقة من قبل دورة رد فعل أثناء العملية. حل رقيقة محددة المدة يمكن أن يكون 0.1 نانومتر، ورقيقة وهي مغلفة بشكل موحد مع جودة عالية، والذي هو مناسبة لخلق نانو النطاق الثغرات 27 و 28. القائم على عمود نانوي مجموعة SRR مع 10 نانومتر الثغرات أو أقل يمكن أن تكون ملفقة بنجاح على مساحة 6 مم × 6 مم. كل من لياليتظهر imulated وقياس أطياف نقل THz للسلوكيات الرنانة مع Q-العوامل والتحولات تردد كبيرة عالية جدا، وهو ما يثبت جدوى من الممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي بوساطة النزوح الحالية. يتم وصف عملية تصنيع مفصلة أدناه في قسم البروتوكول، وبروتوكول الفيديو يمكن أن تساعد الممارسين لفهم عملية التصنيع وتجنب الأخطاء الشائعة المرتبطة تلفيق من الممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تحذير: العديد من المواد الكيميائية المستخدمة في هذه التوليفات سامة أو قابلة للاشتعال للغاية، ويمكن أن يسبب تهيج وتلف الجهاز شديد عند لمسها أو استنشاقها. يرجى ارتداء معدات الوقاية الشخصية المناسبة (PPE) عند التعامل مع.
1. إعداد الطبقة الأولى من الذهب (الاتحاد الافريقي) عمود نانوي صالحة (الشكل 2A-ج و2E الشكل-ز)
2. إنشاء نانو الفجوات بين الاتحاد الافريقي عمود نانوي (الشكل 2D، ح)
3. إعداد الطبقة الثانية من الاتحاد الافريقي رقيقة (الشكل 2I-لتر والشكل 2M-ع)
4. تعريف C-شكل SRR (الشكل 2Q-الصورة والشكل، 2U ث)
5. إزالة آل 2 يا 3 للطيران نانو الثغرات (الشكل 2T، خ)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
تظهر مخططات تصنيع كل خطوة (الشكل 2A-خ). وقد تم جمع الصور الضوئية (الشكل 2Y-ميلان) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وصور (الشكل 2ad-AG) للالممثلين شبه الإقليميين القائم على عمود نانوي في خطوات تصنيع مختلفة. الرسوم المتحركة (الشكل 2A-ج) توضح الطبقة الأولى من عمود نانوي الاتحاد الافريقي مطلي والطبقة الثانية من الأفلام الاتحاد الافريقي مطلي فضلا عن الثغرات-نانو خلق بينهما. ويبين
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هذه التقنية تلفيق لها مزايا كبيرة لإنشاء هياكل نانو النطاق على الطرق القائمة، مثل الطباعة الحجرية E-الحزم والتجميع الذاتي. أولا، وهياكل نانو النطاق يمكن أن تتحقق على مساحة واسعة (على رقاقة بأكمله) باستخدام الضوئية الرئيسية التي يتميز صفائف عمود نانوي، وهي ليست عملية مع عملية الطباعة الحجرية شعاع E. ثانيا، تستخدم عملية تلفيق عملية التقليدية على نطاق ورقاقة صغيرة تلفيق، وهو أسرع بكثير وأبسط، وأقل تكلفة مقارنة E-شعاع الطباعة الحجرية. ثالثا، نانو الثغرات المستوى الذري يمكن أن تنشأ بسه...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لديهم ما يكشف.
وتستند هذه المواد على العمل بدعم من صندوق البدء في جامعة مينيسوتا، والمدن التوأم. نفذت أجزاء من هذا العمل في مرفق توصيف، جامعة مينيسوتا، وهو عضو في المواد أبحاث شبكة المرافق تمول NSF (www.mrfn.org) عن طريق برنامج MRSEC. ونفذ جزء من هذا العمل أيضا في مركز مينيسوتا نانو التي تتلقى دعما جزئيا من جبهة الخلاص الوطني من خلال برنامج NNCI.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| رقاقة السيليكون | Siltronic AG | N / A | قطر 100 مم ، نوع N ، تلميع من جانب واحد ، مقاومة المرونة: 560-840 & أوميغا ؛ & شركة سم |
| الكروم | Kurt J. Lesker | EVMCR35J | 99.95٪ |
| من النحاس | شركة Kurt J. Lesker | EVMCU40QXQJ | 99.99٪ |
| نظام مبخر E-Beam | النقي Rocky Mountain Vacuum Tech. | N / A | RME-2000 |
| S1813 Positive Photoresist | Microposit | 10018348 | N / A |
| Spinner | أفضل الأدوات | S0114031123 | SMART COATER 100 |
| Mask Aligner | Midas | MDA-400LJ | N / A |
| لوحة تسخين رقمية | Thermo Scientific | HP131725 | سلسلة Super-Nuvoa ، درجة الحرارة القصوى: 370 درجة ؛ C |
| MF319 Developer | Microposit | 10018042 | N / A |
| Acetone | Fisher Chemical | A18P-4 | N / A |
| Isopropyl Alcohol | Fisher Chemical | A416-4 | N / A |
| Gold 25 ES RTU | Technic Inc. | 391427 | N / A |
| مقياس المصدر | Keithley | N / A | 2612 System SourceMeter |
| Microscope | Omax | NJF-120A | N / A |
| Profilometer | Tencor Instruments | N / A | Alpha-Step 200 |
| APS Copper Etchant 100 | Transfene Company، Inc. | N / A | N / A |
| CE-5 M قناع الكروم Etchant | Transfene Company، Inc. | N / A | N / |
| A نظام ترسيب الطبقة الذرية | Cambridge Nano Tech Inc. | N / A | سلسلة سافانا |
| أيون مطحنة النقش نظام | Intlvac فيلم رقيق | N / A | سلسلة Nanoquest |
| بالموجات فوق | الأنظف قمة الموجات فوق الصوتية | N / A | سلسلة Powersonic |
| حمض الهيدروفلوريك | سيجما ألدريتش | 244279 | مخفف إلى 5 ٪ |
| مسدس انبعاث ميداني مسح مجهر إلكتروني | Jeol Ltd. | سلسلة N / A | JEOL 6700 |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن