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Herstellung von Nanohöhenkanälen mit Oberflächen-Akustikwellenbetätigung über Lithiumniobat für a...
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JoVE Journal Engineering
Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics

Herstellung von Nanohöhenkanälen mit Oberflächen-Akustikwellenbetätigung über Lithiumniobat für akustische Nanofluidik

Full Text
6,260 Views
07:23 min
February 5, 2020

DOI: 10.3791/60648-v

Naiqing Zhang1, James Friend1

1Medically Advanced Devices Laboratory, Center for Medical Devices, Department of Mechanical and Aerospace Engineering, Jacobs School of Engineering, and the Department of Surgery, School of Medicine,University of California San Diego

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents a detailed protocol for fabricating nano-height channels using surface acoustic wave actuation on lithium niobate for acoustic nanofluidics. The method includes room temperature plasma surface activated multilayer bonding, which is applicable for bonding lithium niobate to various oxides.

Key Study Components

Area of Science

  • Nanofluidics
  • Acoustic devices
  • Material fabrication

Background

  • Surface acoustic waves can manipulate fluids at the nanoscale.
  • Lithium niobate is a versatile material for acoustic applications.
  • Effective bonding techniques are crucial for device integrity.
  • Cleaning processes are essential to prevent bonding failures.

Purpose of Study

  • To develop a reliable method for creating nano-height channels.
  • To integrate surface acoustic wave actuation in nanofluidic devices.
  • To provide a visual demonstration of the fabrication process.

Methods Used

  • Fabrication of a mask using photolithography techniques.
  • Sputter deposition of chromium to create a sacrificial mask.
  • Plasma surface activation for multilayer bonding.
  • Cleaning protocols to remove debris and particulates.

Main Results

  • Successful fabrication of nano-height channels demonstrated.
  • Effective bonding of lithium niobate to oxides achieved.
  • Visual documentation of the entire fabrication process provided.
  • Protocol can be replicated by other researchers.

Conclusions

  • The described method is a significant advancement in nanofluidics.
  • Integration of acoustic actuation enhances device functionality.
  • Future applications may expand to other materials and configurations.

Frequently Asked Questions

What materials are used in the fabrication process?
The primary material used is lithium niobate, along with chromium for the sacrificial mask.
What is the significance of surface acoustic waves in this study?
Surface acoustic waves enable precise manipulation of fluids at the nanoscale, crucial for nanofluidic applications.
How does the cleaning process affect bonding?
Cleaning removes debris and particulates that could lead to bonding failures in the nano-height channels.
Can this method be applied to other materials?
Yes, the bonding process is also useful for bonding lithium niobate to silicon dioxide and other oxides.
Is there a visual demonstration available for this protocol?
Yes, a visual demonstration captures the entire fabrication process in detail.

Wir demonstrieren die Herstellung von Nanohöhenkanälen mit der Integration von Oberflächen-Akustikwellenbetätigungsgeräten auf Lithiumniobat für akustische Nanofluidik mittels Liftoff-Photolithographie, nano-tiefen reaktiver Ionenätzung und Raumtemperatur-Plasma oberflächenaktivierte Mehrschichtbindung von Einkristall-Lithiumniobat, ein Prozess, der ähnlich nützlich ist, um Lithiumniobat mit Oxiden zu verkleben.

Unser Protokoll bietet eine detaillierte Fertigungsmethode für nano-Höhe-Kanäle mit Oberflächen-Akustikwellenbetätigung über Lithiumniobat für akustische Nanofluidik. Diese Technik kann verwendet werden, um Raumtemperatur Plasmaoberfläche aktiviert Multilayer-Bindung von Einkristall-Lithium-Niobat durchzuführen, ein Verfahren, das ebenso nützlich für die Bindung von Lithium-Niobat oder Siliziumdioxid und anderen Oxiden. Schmutz und Partikel sollten während der Reinigung und der Plasmaoberfläche aktivierten Prozesse entfernt werden, um einen Bindungsausfall in der Nanohöhe kanalbildung zu verhindern.

Eine visuelle Demonstration dieser Methode kann den gesamten Fertigungsprozess im Detail erfassen, was zu einer klaren Darstellung des Protokolls für andere Forscher führt. Um eine Nano-Höhe-Kanalmaske vorzubereiten, legen Sie einen Wafer mit einem Muster eingeschrieben, das als normale Photolithographie in Liftoff-Verfahren konzipiert ist, in ein Sputterabscheidungssystem und ziehen Sie das Kammervakuum auf das fünffache 10 auf den negativen Sechs-Millitorr herunter. Lassen Sie Argon mit 2,5 Millitorr fließen und sputtern Sie Chrom mit 200 Watt, um innerhalb von 18 Minuten eine 400 Nanometer dicke Opfermaske zu erzeugen.

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Engineering Ausgabe 156 Akustofluidik Nanofluidik Nanofabrikation Oberflächenakustikwellen Raumtemperaturbindung Lithiumniobat Plasmaaktivierte Verklebung

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