Die Herstellung von elektrisch adressierbaren, high-aspect-ratio (> 1000:1) Metallnanodrähte durch Lücken einzelner Nanometer entweder mit Opferschichten aus Aluminium und Silber oder selbstorganisierten Monoschichten als Vorlagen getrennt beschrieben. Diese Nanogap Strukturen werden ohne Reinraum oder ein beliebiges Foto-oder Elektronenstrahl-Lithographie-Prozesse durch eine Form der Kante als Lithographie bekannt Nanoskiving hergestellt.
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In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Es gibt mehrere Methoden zur Herstellung Nanogaps mit kontrollierter Abstände, aber die genaue Kontrolle über die Sub-Nanometer Abstand zwischen zwei Elektroden-und das Erzeugen von ihnen in praktischen Mengen-ist immer noch eine Herausforderung. Die Herstellung von Elektroden mit Nanogap Nanoskiving, die eine Form der Kante Lithographie ist, ist eine schnelle, einfache und leistungsfähige Technik. Diese Methode ist eine rein mechanische Verfahren, das sich aber keine Foto-oder Elektronenstrahl-Lithographie-Schritte und erfordert keine spezielle Ausrüstung oder Infrastruktur wie saubere Zimmer. Nanoskiving wird verwendet, um elektrisch adressierbaren Nanogaps mit Kontrolle über alle drei Dimensionen herzustellen, die kleinste Abmessung dieser Strukturen durch die Dicke der Opferschicht (Al oder Ag) oder selbstorganisierten Monoschichten definiert. Diese Drähte können manuell durch den Transport von ihnen auf Tropfen Wasser positioniert werden und sind direkt elektrisch adressierbaren; keine weiteren Lithographie ist erforderlich, um sie zu einem verbindenElektrometer.
Einleitung
Dieses Papier beschreibt die Herstellung von elektrisch adressierbaren, high-aspect-ratio Nanodrähte aus Gold durch Lücken einzelner Nanometer mit getrennt Vakuum abgeschieden Aluminium und Silber als Opfer Abstandhalterschichten für Lücken> 5 nm und selbstorganisierten Monoschichten (SAMs) von Alkandithiolen Lücken so klein wie 1,7 nm. Wir hergestellt diese Nanostrukturen ohne einem sauberen Raum oder jeder photolithographische Verfahren durch die Unterteilung der Sandwich-Strukturen von Gold durch eine Opfer-Abstandshalter mit einem Ultramikrotom eine Form der Kante Lithographie Nanoskiving bekannt getrennt. 1-3 Dieses Verfahren ist eine Kombination aus ....
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Protokoll
1. Vorbereitung eines Blocks zum Schneiden
- Gönnen ein technisches 3 "Silizium-Wafer in einem Luft-Plasma-Reiniger für 30 sec und dann setzen Sie es (Tridecafluor-1, 1,2,2,-tetrahydrooctyl) Trichlorsilan Dampf für eine Stunde. Hinweis: Dieser Schritt ist notwendig, bevor Schritt 1.4 die Epoxy Anhaften an dem Silizium-Wafer zu vermeiden.
- Abscheiden einer Schicht aus Gold (in der Regel 100 nm dicke, die die Breite der Drähte definiert) durch einen Teflon-Master (dh definiert die Länge der erhaltenen Drähte, 0,5 mm, 1 mm bzw. 1,5 mm) auf die vorbehandelte Silicium Wafer.
- Bedecken Sie den gesamten Wafer mit ~ 8,5 ml Epofix E....
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Ergebnisse
Wir bereiteten Nanogap Strukturen durch den Einbau von zwei metallischen Opferschichten als Spacer: Aluminium und Silber. Wir geätzt diese Schichten, um Lücken von der gewünschten Dicke zu erhalten. Wie im Protokoll beschrieben, nach dem Schneiden wir die Strukturen, die Silber auf Sauerstoff-Plasma, und diejenigen, die Aluminium, wässrige HCl ausgesetzt. Abbildung 2 zeigt rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen (REM) der resultierenden Nanodrähte mit Nanometer-Trennung. In beiden Fällen Lücken sind de.......
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Diskussion
In diesem Papier haben wir gezeigt, die Herstellung von Strukturen mit Nanogap Nanoskiving. Diese experimentell einfache Methode ermöglicht die Herstellung von Nanostrukturen mit einer Rate von etwa einem pro Sekunde, mit der Kontrolle über alle drei Dimensionen. Der Spalt-Größe wird durch den Einbau entweder Opferschichten aus Aluminium und Silber oder selbstorganisierten Monoschichten von Dithiolen (die ein Auflösung so klein wie Å) definiert. Die Nanostrukturen kann von Hand auf jedem beliebigen Substrat positioniert.......
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Offenlegungen
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Danksagungen
Diese Arbeit ist Teil des Joint Solar Programme (JSP) von Hyet Solar und der Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie FOM, die Teil der niederländischen Organisation für wissenschaftliche Forschung (NWO) ist.
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Reagenz/Material | |||
| Epofix Epoxidharz | Elektronenmikroskopie | 1232 | |
| Sciences | |||
| Gold Schone Edelmetaal B.V | |||
| Aluminium | Umicore Materials AG | ||
| Silber | Umicore Materials AG | ||
| ( tridecafluor-1,1,2,2, | ABCR GmbH co. KG KG | 78560-45-9 | |
| -Tetrahydrooctyl) | |||
| trichlorsilan | |||
| ,12-dodecanedithiol | Haussynthetisiert | nach: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,14-tetradecanedithiol | synthetisiert im Haus | Laut Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,16-Hexadecanedithiol | Haus | Nach: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| Equipment | |||
| Thermisches Abscheidungssystem | hausgemachtes | ||
| Ultramikrotom | Leica Microsystems | ||
| Dimanod knife ultra 35 | Diatome | DU3540 | |
| Dimanod knife ultra 45 | Scimed GMBH | ||
| Rasterelektronenmikroskop | JOEL | ||
| Source | meter Keithley | ||
| Tabelle 1. Tabellen mit spezifischen Reagenzien und Geräten. |
Referenzen
- Lipomi, D. J., Martinez, R. V., Whitesides, G. M. Use of thin sectioning (nanoskiving) to fabricate nanostructures for electronic and optical applications. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (37), 8566-8583 (2011).
- Xu, Q., Rioux, R. M., Dickey, M. D., Whitesides, G. M.
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Nachdrucke und Genehmigungen
