الزخرفة عبر البصرية تشبع انتقالات - تصنيع وتوصيف

الهدف العام من التجربة التالية هو تصنيع هياكل نانوية ذات طول موجي فرعي باستخدام تقنية الطباعة الحجرية البصرية أحادية الفوتون الجديدة. يتم تحقيق ذلك عن طريق تطبيق طبقة من جزيء فوتوكروميك أولا على ركيزة السيليكون. كخطوة ثانية ، يتم تشعيع العينة بضوء فوق بنفسجي قصير الطول الموجي ، والذي يحول أيزومرات الحلقة المفتوحة إلى أيزومرات حلقة مغلقة.

بعد ذلك ، تضيء العينة بموجة دائمة لتحويل الجزيئات مرة أخرى إلى شكل الحلقة المفتوحة ، باستثناء المنطقة المجاورة للعقد. من خلال تشبع هذا الانتقال بصريا ، تظل الجزيئات الموجودة في أيزومر الحلقة المغلقة في منطقة أصغر بكثير من حد حيود المجال البعيد. أخيرا ، يتم وضع العينة في مذيب قطبي حيث يذوب أيزومر الحلقة المغلقة بمعدل أسرع من أيزومر الحلقة المفتوحة الذي يترك وراءه نتائج تضاريس نانوية ، والتي تظهر أن الزخرفة عبر التحولات الضوئية القابلة للتشبع هي تقنية بديلة للنمذجة النانوية البصرية للحصول على ميزات الطول الموجي الفرعي.

تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون في أن الزخرفة عبر التحولات البصرية القادرة يمكن أن تكون أسرع من حيث الحجم ، وتوفر زخرفة أكثر دقة ، وتكون أبسط وأرخص في التنفيذ. سيكون عرض الإجراء ثمينا كانتو ، طالب دراسات عليا من مختبري. يتطلب هذا البروتوكول تنفيذ جميع الخطوات في غرفة نظيفة من الفئة 100 أو أفضل.

لتحضير العينة لقفل الذوبان ، ابدأ برقاقة سيليكون بوصتين تم تنظيفها بمحلول حفر أكسيد مخزن وتجفيفها بالنيتروجين الجاف مع رقاقة في متناول اليد ، انتقل إلى خطوة التبخر الحراري. يستخدم هذا المختبر مبخر مخصصا بدرجة حرارة منخفضة ، وقم بتحميل الرقاقة في حامل عينة المبخر ، ثم قم بتركيب الحامل على المبخر. بالنسبة لهذا البروتوكول ، تم ملء قارب أكسيد الألومنيوم ب 30 ملليغرام من BTE.

قم بتحميل هذا القارب في المصدر. بئر المبخر ، استمر في إغلاق منافذ الغرفة وضخ الغرفة لأسفل إلى ضغط أساسي من 10 إلى سالب ستة. ثم يقوم Tor بتبخير BTE عند درجة حرارة نقطة محددة تبلغ 100 درجة مئوية بسماكة فيلم تبلغ حوالي 30 نانومتر.

مباشرة بعد اكتمال عملية التبخر ويمكن فتح النظام ، قم بفك العينة. ثم خذها ليتم تحميلها في صندوق قفازات مع بيئة النيتروجين ومصباح الأشعة فوق البنفسجية. هنا تم تحميل العينة في صندوق القفازات.

في صندوق القفازات. يجب وضع العينة تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية لفيضان إضاءة الفيضانات. قم بإضاءة العينة بالأشعة فوق البنفسجية لمدة خمس دقائق لتحويل BTE إلى الشكل المغلق.

بعد إضاءة الأشعة فوق البنفسجية ، خذ جزءا من العينة لتوصيفها. افعل ذلك باستخدام كاتب ماسي لتحديد منطقة صغيرة عن طريق خدش خط من حافة سطح السيليكون. ثم أمسك الرقاقة على جانبي الخط وثنيها لأسفل حتى تنكسر على طول المستوى البلوري.

سيتم استخدام الجزء الأصغر للتوصيف بعد إزالته من صندوق القفازات. خذ القطعة الصغيرة من العينة إلى مقياس البروفيلومتر للتحقق من صحة سمك فيلم BTE. لإجراء القياس ، استخدم ملاقط ذات حواف دقيقة لعمل خدش على سطح الرقاقة على العينة.

ثم قم بقياس ارتفاع الخطوة من هذا الخدش. بعد قياس سمك فيلم BTE ، ارجع إلى العينة في صندوق القفازات لإعدادها للتعرض. العمل في جو خامل لصندوق القفازات.

استخدم كاتبا ماسيا لشق الرقاقة وقطع قطعة للتعرض. في هذه الحالة ، تبلغ القطعة حوالي سنتيمتر مربع واحد. ضع القطعة الأكبر بعيدا واحصل على حامل عينة جو خامل.

قم بتحميل عينة التعريض الضوئي في حامل العينة. استعد لإزالة حامل العينة من صندوق القفازات. عندما تصبح جاهزا ، قم بإزالة حامل العينة من صندوق القفازات لنقله إلى مقياس التداخل.

عند حامل مقياس التداخل ، حامل عينة الغلاف الجوي الخامل في مرحلة العينة. بعد أن يكون في موضعه ، قم بتوصيل خط النيتروجين بحامل العينة. افتح المنفذ الموجود على حامل العينة لتطهير العينة بالنيتروجين.

ثم أغلق المنفذ. الحفاظ على خط النيتروجين في مكانه. استخدم مقياس التداخل لكشف العينة للتعريض الضوئي المطلوب.

الوقت بعد التعرض لمقياس التداخل ، قم بإزالة الغلاف الجوي الخامل وحامل العينة وعينته. انقلها مرة أخرى إلى صندوق القفازات وضعها بالداخل. مع العينة في صندوق القفازات ، احصل على دورق زجاجي نظيف يحتوي على 100 مل من جلايكول الإيثيلين.

قم بإزالة العينة المكشوفة من الحامل وضعها في الدورق لوقت التطوير المطلوب. عند انقضاء وقت التطوير ، قم بإزالة العينة من البيج. سوف يجف بسرعة في جو النيتروجين.

ثم في أسرع وقت ممكن ، قم بتركيب العينة للإضاءة بضوء الأشعة فوق البنفسجية وقم بتعريضها لمدة خمس دقائق. هذه مخططة لسمك الطبقات الجزيئية مقابل وقت التطور لشكلي جزيئات BTE. ترتبط بيانات النموذج المفتوح بخط أزرق.

ترتبط بيانات النموذج المغلق بخط أحمر. توضح المؤامرة قابلية الذوبان العالية لجزيء الشكل المغلق في المذيبات القطبية. لجمع هذه البيانات ، تم تحويل نصف العينة إلى نموذج مغلق والنصف الآخر إلى نموذج مفتوح.

تم تطوير العينة في الإيثيلين جلايكول لعدة أوقات تطور مختلفة ، ثم تم قياس سمك الطبقة المتبقية باستخدام مقياس التنبذ. فيما يلي صور مجهرية إلكترونية لعينات النمط من تعرضات التطوير الفردية التي يتم إجراؤها في حامل العينة في الغلاف الجوي الخامل. أحجام الميزات هي 196 نانومتر و 160 نانومتر و 85 نانومتر.

الأخير المقابل لعرض الخط تقريبا لامدا. أكثر من 7.4. يتم عرض البيانات من العديد من التعرضات مع تقاطعات في مخطط عرض الخط مقابل وقت التعرض.

للمقارنة ، يمثل المنحنى الأزرق التنبؤ بنموذج بسيط ، بافتراض الإضاءة الجيبية الساقطة بفترة 457 نانومتر ، واستخدام عتبة التعرض كمعلمة مناسبة وحيدة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تنفيذ زخرفة فائقة الدقة عبر انتقالات بصرية.