تصنيع حزام تقسيم دوائر الرنين عمود نانوي القائم على النزوح الحالي الرنين وساطة في تيراهيرتز يتعلق بما وارء

يستخدم هذا البروتوكول طرق الطلاء الكهربائي للذهب وترسيب الطبقة الذرية لإنشاء مواد فوقية جديدة لمرنان الحلقة المنقسمة القائمة على الأعمدة النانوية مع فجوات نانوية. يتكون كل مرنان حلقي مقسم مصنع من آلاف الأعمدة النانوية الذهبية ويتم تشغيله بواسطة تيار الإزاحة عبر الفجوات النانوية بينهما مما يثير رنين التيراهيرتز. يتناسب حجم تيار الإزاحة مع حجم الفجوات النانوية.

يمكن ضبط حجم الفجوات النانوية عن طريق تغيير دورات عملية ترسيب الطبقة الذرية مما يؤدي إلى تغييرات في ترددات الرنين والسعة. يمكن تحقيق عامل جودة محسن يبلغ حوالي 450 ، وهو ما يزيد ب 40 مرة عن عامل الجودة البالغ 11 الذي يمكن تحقيقه بواسطة رنانات الحلقة المنقسمة ذات الأغشية الرقيقة. يمكن أيضا ملاحظة تحول تردد أكبر ب 17 مرة من الرنانات القائمة على الأغشية الرقيقة.

توضح كل من أطياف الإرسال المحاكاة والمقاسة أن المواد الفوقية القائمة على النيبوريل هي مرشحة مثالية لأجهزة الاستشعار عالية الحساسية وأجهزة التيراهيرتز الرشيقة للتردد. تظهر النتائج التحليلية من المسح المجهري الإلكتروني مرنان الحلقة المنقسمة القائم على الأعمدة النانوية المصنعة ، واثنين من الأعمدة النانوية الذهبية المتجاورة ، بالإضافة إلى فجوات أكسيد الألومنيوم 10 نانومتر بينهما. تحتوي الرنانات المنقسمة القائمة على النانو على أعمدة نانوية ذهبية وفجوة أكسيد الألومنيوم 10 نانومتر.

يثير هذا الهيكل الرنين الاستقرائي والسعوي عبر تيار الإزاحة. أنها توفر المزيد من الطاقات لها ، وتعزز الطاقات نحو هذه إلى عامل جودة عالية ، وتحول تردد كبير. نظرا لقيمة Q العالية وتحول التردد الكبير ، فإن مرنان الانقسام القائم على النانو مناسب لمختلف التطبيقات ، بما في ذلك أجهزة الاستشعار الطبية الحيوية والكيميائية وأجهزة ضبط التردد.

الميزة الرئيسية لهذه التقنية على الطرق الحالية مثل الطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون والتجميع الذاتي هي أن هذه الطريقة تجمع بين عملية الطلاء الكهربائي المتسلسلة وترسيب الطبقة الذرية لتحقيق الهياكل النانوية على مساحة كبيرة ، مع عملية التصنيع الدقيق التقليدية فقط. عملية التصنيع أسرع وأبسط بكثير مقارنة بالطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون والتجميع الذاتي. يمكن إنشاء هياكل نانو عالية نسبة العرض إلى الارتفاع بسهولة بأحجام ميزات يتم التحكم فيها بدقة.

أولا ، طبقة محفز الإيداع والالتصاق وطبقة البذور على ركيزة مسطحة. ثم قم بتصميم الأعمدة النانوية باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية والطلاء الكهربائي. قم بتغطية طبقة عازلة نانوية بشكل موحد على الهيكل بأكمله ، باستخدام ترسب الطبقة الذرية.

ثم يتم ترسيب طبقة محفز الالتصاق الثانية وطبقة البذور ، متبوعة بترسيب الطلاء الكهربائي. أخيرا ، قم بإنشاء مرنان حلقي مقسم على شكل حرف C عن طريق النقش الجزئي للأعمدة النانوية والفجوات النانوية العازلة ، باستخدام الطباعة الحجرية الضوئية والطحن الأيوني. ثم ، قم بإزالة مقاومة الصورة باستخدام الأسيتون في حمام الموجات فوق الصوتية.

ابدأ تحضير الركيزة برقاقة سيليكون عالية المقاومة بحجم أربع بوصات. نظف رقاقة السيليكون بالأسيتون وكحول الأيزوبروبيل والماء منزوع الأيونات. ثم جففها بغاز النيتروجين.

استخدم مبخر شعاع الإلكترون لترسيب طبقة محفز التصاق الكروم بخمسة نانومتر وطبقة بذور نحاسية 10 نانومتر. قطع الرقاقة إلى قطعتين سنتيمترين في 2.5 سم. بعد ذلك ، قم بتدوير طبقة ميكرومترين من S1813 Photoresist ، عند 2 ، 000 دورة في الدقيقة ، لمدة 60 ثانية.

اخبز الركيزة على حرارة 115 درجة مئوية لمدة 60 ثانية. الآن ، قم بتعريض مقاوم الضوء لقناع النيبور النانوي باستخدام محاذاة القناع ، مع ما يقرب من 15 مللي واط لكل سنتيمتر مربع من الأشعة فوق البنفسجية ، لمدة 22 ثانية. يتميز قناع الأعمدة النانوية بمصفوفات نانوية بخمسة ملليمترات في خمسة ملليمترات.

قم بتطوير مطور Photoresist في MF-319 مع التحريض لمدة 90 ثانية. اشطف العينة بالماء منزوع الأيونات ، ثم جففها بغاز النيتروجين. قم بإزالة الجزء العلوي من مقاوم الضوء على الركيزة باستخدام الأسيتون لفضح طبقة بذور النحاس لتوصيل القطب.

بعد ذلك ، اغمس العينة في محلول الطلاء الكهربائي بالذهب وقم بطلاء طبقة ذهبية 800 نانومتر لمدة ثماني دقائق تقريبا. قم بإزالة المقاوم الضوئي باستخدام الأسيتون. اشطفها بالماء منزوع الأيونات وجففها بغاز النيتروجين.

قم بإزالة طبقة الكروم والنحاس على سطح العينة عن طريق غمس العينة في نقش الكروم لمدة 10 ثوان ، متبوعا بحفر النحاس لمدة 10 ثوان. الآن ، قم بتغطية العينة بشكل موحد بطبقة أكسيد الألومنيوم 10 نانومتر باستخدام ترسب الطبقة الذرية. استخدم مبخر شعاع الإلكترون لإيداع طبقة محفز ثانية من التصاق الكروم بطول خمسة نانومترات ، بالإضافة إلى طبقة ثانية من بذور النحاس 10 نانومتر ، فوق طبقة أكسيد الألومنيوم 10 نانومتر.

اغمس العينة في محلول الطلاء الكهربائي بالذهب لمدة 16 دقيقة ، لطلاء فيلم ذهبي بحجم 400 نانومتر على الركيزة. قم بتدوير طبقة ميكرومتر من S1813 Photoresist عند 2 ، 000 دورة في الدقيقة لمدة 60 ثانية. اخبز الركيزة على حرارة 115 درجة مئوية لمدة 60 ثانية.

قم بتعريض المقاوم الضوئي لقناع المرنان الحلقي المنقسم على شكل حرف C باستخدام محاذاة قناع بحوالي 15 مللي واط لكل سنتيمتر مربع من ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، لمدة 22 ثانية. التطوير في مطور MF-319 لمدة 90 ثانية. حفر الهياكل خارج نمط مقاومة الضوء باستخدام نظام مطحنة أيونية لمدة 30 دقيقة تقريبا.

قم بإزالة المقاوم الضوئي باستخدام الأسيتون في حمام الموجات فوق الصوتية ، ثم اشطف العينة بالأسيتون وكحول الأيزوبروبيل والماء منزوع الأيونات ، ثم جففها بغاز النيتروجين. بدلا من ذلك ، إذا كان يفضل وجود فجوات نانوية في الهواء ، فقم بغمس العينة في محلول فلوريد الهيدروجين بنسبة 5٪ لمدة خمس دقائق ، لإزالة أكسيد الألومنيوم. افحص الرنانات الحلقية المنقسمة القائمة على النيبورد النانوي تحت المجهر البصري.

يظهر التصوير البصري مصفوفتين من الرنان الحلقي المنفصل القائم على الأحجار النانوية بخمسة ملليمترات في خمسة ملليمترات على ركيزة سيليكون. تظهر صورة المجهر البصري المكبرة مصفوفات الرنان الحلقية المنقسمة القائمة على العمود النانوي على شكل C. يمكن ملاحظة الفجوات النانوية الذهبية وأكسيد الألومنيوم في الصورة المكبرة لرنان حلقة منقسمة واحد.

أظهرت النتائج التحليلية من الفحص المجهري الإلكتروني الماسح أيضا مرنان الحلقة المنقسمة القائم على الأعمدة النانوية المصنعة ، واثنين من الأعمدة النانوية الذهبية المتجاورة ، بالإضافة إلى فجوات أكسيد الألومنيوم بينهما. يمكن تصنيع كل من فجوات أكسيد الألومنيوم الخمسة نانومتر وفجوات أكسيد الألومنيوم 10 نانومتر بسهولة عن طريق التحكم في دورات عملية ترسيب الطبقة الذرية لأكسيد الألومنيوم. تظهر هذه النتائج أن عملية التصنيع هذه يمكن أن تنتج الآلاف من الرنانات الحلقية المنقسمة القائمة على الأعمدة النانوية على ركيزة واسعة النطاق.

تسمح العملية بالتحكم الدقيق في حجم الفجوات النانوية ، ويمكن أن تنتج بسهولة هياكل نانوية عالية النسبة إلى ارتفاع ، مقارنة بالطباعة الحجرية لشعاع الإلكترون والتجميع الذاتي. تحتوي الرنانات الحلقية المنقسمة القائمة على الأعمدة النانوية على آلاف الأعمدة النانوية الذهبية والفجوات النانوية. يمكن ضبط ترددات الرنين والسعة الرنانات الحلقية المنقسمة القائمة على الأعمدة النانوية بسهولة عن طريق تغيير حجم الفجوات النانوية ، مما يجعلها مناسبة لمختلف التطبيقات ، بما في ذلك أجهزة الاستشعار الطبية الحيوية وأجهزة التردد الرشيقة.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية صنع رنانات الحلقة المنقسمة القائمة على الأعمدة النانوية الذهبية باستخدام عملية الطلاء الكهربائي الذهبي المكونة من خطوتين وعملية ترسيب الطبقة التشريحية لإنشاء فجوات نانوية من أكسيد الألومنيوم بين الأعمدة النانوية الذهبية. من المهم فهم مبدأ عمل العملية واختيار المواد والسماكات المناسبة لكل مادة مستخدمة في العملية.