En este papel, flujo dielectroforesis asistida se demuestran para el automontaje de dispositivos nanocable. La fabricación de un transistor de efecto de campo de nanocable de silicio se muestra como un ejemplo.
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Artículo de método
Asistida por flujo dielectroforesis: Un método de bajo costo para la fabricación de dispositivos de nanocable procesables en solución de alto rendimiento
En este artículo
Resumen
Resumen
Asistida por flujo dielectroforesis (DEP) es un eficiente método de automontaje para el controlable y reproducible posicionamiento, alineación y selección de nanohilos. DEP se utiliza para análisis de nanocable, caracterización y basado en la solución de fabricación de dispositivos semiconductores. El método funciona mediante la aplicación de un campo eléctrico alterno entre electrodos metálicos. La formulación de nanocable entonces se dejó caer en los electrodos que están en una superficie inclinada para crear un flujo de la formulación mediante gravedad. Los nanohilos entonces alinean a lo largo del gradiente del campo eléctrico y en la dirección del flujo del líquido. Puede ajustar la frecuencia del campo para seleccionar nanohilos con conductividad superior y menor densidad de trampa.
En este trabajo, DEP asistida por flujo se utiliza para crear nanocable transistores de efecto campo. DEP asistida por flujo tiene varias ventajas: permite selección de nanocable características eléctricas; control de la longitud de nanocable; colocación de los nanohilos en áreas específicas; control de orientación de nanohilos; y control de densidad de nanocable en el dispositivo.
La técnica puede ser ampliada a muchas otras aplicaciones como sensores de gas e interruptores de microondas. La técnica es eficiente, rápido, reproducible, y utiliza una cantidad mínima de solución diluida, lo que es ideal para la prueba de nuevos nanomateriales. Montaje de escala de oblea de los dispositivos de nanocable también se logra con esta técnica, que permite gran número de muestras para pruebas y aplicaciones electrónicas de gran superficie.
Introducción
Controlable y reproducible ensamblaje de nanopartículas en lugares predefinidos del sustrato es uno de los principales retos en solución procesada electrónicos y fotónicos dispositivos utilizando nanopartículas semiconductoras o llevando a cabo. Para dispositivos de alto rendimiento, también es altamente beneficioso para poder seleccionar nanopartículas de tamaños preferenciales y propiedades electrónicas, como, por ejemplo, alta conductividad y baja densidad de Estados superficiales trampa. A pesar de progresos significativos en el crecimiento de nanomateriales, incluyendo materiales de nanocable y nanotubos, algunas variaciones de las propiedades de nanopartículas e....
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Protocolo
PRECAUCIÓN: Todos los procedimientos a menos que lo contrario indicado tendrá lugar en las evaluaciones de medio ambiente y el riesgo de un limpio han hecho para garantizar la seguridad durante los nanohilos y manipulación de productos químicos. Nanomateriales tengan un número de consecuencias para la salud que son como de todavía desconocido y por lo que deberá manejarse con apropiado cuidado21.
Nota: El proceso comienza con la preparación de los sustratos, seguido por los primeros pasos de deposición de metal y Fotolitografía para definir los contactos DEP. Los nanohilos se ensamblan luego mediante DEP y un paso ad....
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Resultados
Bicapa Fotolitografía resultados en limpio agudamente definidos electrodos. En el ejemplo (figura 1A), estructura de dedo entre digitated fue utilizado con una longitud de canal de 10 μm. Estas estructuras permiten una amplia zona montar el número máximo de nanocables cuando se aplica la fuerza DEP. Figura 1B muestra un esquema de un dispositivo de nanocable FET de puerta inferior.
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Discusión
La fabricación acertada y el rendimiento de los dispositivos dependen de varios factores claves. Estos incluyen nanocable densidad y distribución en la formulación, la elección del solvente, la frecuencia de DEP y el control del número de nanohilos presente en el dispositivo de electrodos1.
Uno de los pasos críticos en la realización de dispositivos de trabajo repetibles es la preparación de una formulación de nanocable sin clusters o grupos. La formulación puede ser so.......
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Divulgaciones
Los autores confirman que no hay ningún conflicto de intereses.
Agradecimientos
Los autores desean agradecer a ESPRC y BAE systems para apoyo financiero y el Prof. Brian A. Korgel y su grupo de suministro de SFLS crecido nanohilos de silicio utilizados en este trabajo.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Oblea de silicio/dióxido de silicio, crecimiento del método CZ, 100 mm de diámetro, 300 nm de crecimiento térmico de óxido, Fósforo n-dopado | Si-Mat (materiales de silicona) | - | |
| http://si-mat.com/ Acetona (200 ml) | Sigma Aldrich | W332615-Isopropanol | |
| (200 ml) | Sigma Aldrich | W292907-Agua | |
| desionizada (150 ml) | Suministro in situ | - | - |
| Fotorresistencia (A) SF6 PMGI bajo fotograbado (aprox. 1 ml por muestra) | Microchem | - | http://microchem.com/pdf/PMGI-Resists-data-sheetV-rhcedit-102206.pdf |
| Photoresist (B) S1805 photoresit) (aprox. 1 ml por muestra) | Microchem | - | http://www.microchem.com/PDFs_Dow/S1800.pdf |
| Revelador fotorresistente Microposit MF319 (100 ml) | Microchem | - | http://microchem.com/products/images/uploads/MF_319_Data_Sheet.pdf |
| Removedor fotorresistente Microposit remover 1165 (300ml (2 baños de 150 cada uno)) | Microchem | - | http://micromaterialstech.com/wp-content/dow_electronic_materials/datasheets/1165_Remover.pdf |
Referencias
- Constantinou, M., Rigas, G. P., et al. Simultaneous Tunable Selection and Self-Assembly of Si Nanowires from Heterogeneous Feedstock. ACS Nano. , (2016).
- Constantinou, M., Hoettges, K. F., et al. Rapid determination of nanowires electrical properties using a dielectrophoresis-well based system. App. Phy. Lett. 110 (13), ....
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Reimpresiones y permisos
