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Engineering

Fabbricazione di Nanopillar-Based Split Ring risonatori di corrente di spostamento mediata Risonanze a Terahertz metamateriali

Published: March 23, 2017 doi: 10.3791/55289
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Minnesota

Summary

Un protocollo per la progettazione e la realizzazione di un anello spaccato romanzo risonatore nanopillar-based (SRR) è presentato.

Abstract

Terahertz (THz) anello spaccato risonatore (SRR) metamateriali (MMS) è stato studiato per il gas, chimica, e applicazioni di rilevamento biomolecolari perché la SRR non è influenzata dalle caratteristiche ambientali come la temperatura e la pressione che circonda il risonatore. La radiazione elettromagnetica in frequenze THz è biocompatibile, che è una condizione critica appositamente per l'applicazione del rilevamento biomolecolare. Tuttavia, il fattore di qualità (Q-factor) e risposte in frequenza di tradizionale basato risonatore anello elastico a film sottile (SRR) MM sono molto bassi, il che limita la loro sensibilità e la selettività come sensori. In questo lavoro, nuovi MMS SRR nanopillar-based, che utilizza corrente di spostamento, sono progettati per migliorare il fattore Q fino a 450, che è circa 45 volte superiore a quella di MMS tradizionali basati su film sottile. Oltre alla maggiore fattore Q, i MM nanopillar basato inducono una grande spostamenti di frequenza (17 volte rispetto allo spostamento ottenuto dalla tradizioneal film sottile basati MM). A causa dei fattori Q significativamente migliorate e spostamenti di frequenza, nonché la struttura della radiazione biocompatibile, SRR nanopillar basato THz sono MMs ideali per lo sviluppo di sensori biomolecolari con elevata sensibilità e selettività senza indurre danni o distorsione biomateriali. Un processo di fabbricazione romanzo è stato dimostrato per costruire le SRR nanopillar-based per gli MMS THz corrente di spostamento mediate. A (Au) processo di elettrodeposizione in due fasi d'oro e di un processo di deposizione di strati atomici (ALD) sono usati per creare le lacune sub-10 nm scala tra Au nanopillars. Poiché il processo ALD è un processo di rivestimento conforme, un ossido di alluminio uniforme (Al 2 O 3) strato di spessore scala nanometrica può essere raggiunto. In sequenza galvanica un altro film sottile Au per riempire gli spazi tra Al 2 O 3 e Au, un vicino ricco di Au-Al 2 O 3 -Au struttura con nano-scala di Al 2 O 3 lacune possono esserefabbricato. La dimensione dei nano-gap può essere ben definita controllando accuratamente i cicli di deposizione del processo ALD, che ha una precisione di 0,1 nm.

Introduction

Terahertz (THz) metamaterials (MMS) sono stati sviluppati per sensori e dispositivi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 frequenza agile biomediche. Al fine di migliorare la sensibilità e la frequenza selettività dei THz sensori MM, un nanopillar-based anello elastico risonatore (SRR) è stato progettato utilizzando corrente di spostamento generato all'interno di oro (Au) array nanopillar per eccitare risonanze THz con fattori di altissima qualità ( Q-fattori) (~ 450) (Figura 1) 12. Anche se SRR nanopillar basata mostrano Q-fattori alti e le capacità di rilevamento promettenti, fabbricazione di tale nanostructures con proporzioni elevate (più di 40) e le lacune su scala nanometrica (sub-10 nm) su una vasta area rimane difficile 13.

La tecnica più comunemente usata per fabbricare strutture su scala nanometrica è a fascio elettronico litografia (EBL) 14, 15, 16, 17. Tuttavia, la risoluzione di EBL è ancora limitato a causa della dimensione del punto del fascio, scattering di elettroni, proprietà del resist, e il processo di sviluppo 18, 19. Inoltre, non è pratico per fabbricare nanostrutture utilizzando EBL su una vasta area a causa di un tempo di processo lento e ampio processo costa 20. Un'altra strategia per raggiungere nanostrutture è usare una tecnica di auto-assemblaggio 21, 22. Con nanocubi metallo autoassemblanti (NC) in una soluzione e utilizing l'interazione elettrostatica e l'associazione di ligandi di polimeri tra NC, un ben organizzato serie NC unidimensionale con le lacune nano-scala può essere raggiunto 23. Le dimensioni nano-gap dipende leganti polimerici tra le NC e può essere controllata applicando diversi materiali polimerici con diversi pesi molecolari 24, 25, 26. Auto-assemblaggio è una tecnica potente per ottenere scalabili e convenienti nanostrutture 23. Tuttavia, il processo di fabbricazione è più complicato rispetto ai processi di micro e nano fabbricazione convenzionali e il controllo di dimensioni nano-gap non è sufficientemente preciso per applicazioni del dispositivo elettronico. Al fine di realizzare con successo SRR nanopillar-based, un metodo di fabbricazione romanzo dovrebbe essere inventato per raggiungere i seguenti obiettivi: i) il processo di fabbricazione è di facile applicazione ed è compatibile con la convenzioneAl micro e nano fabbricazione processi; ii) la fabbricazione su una vasta area è applicabile; iii) dimensioni nano-gap possono essere facilmente e precisamente controllati con una risoluzione di 0,1 nm e possono essere scalati fino a 10 nm o meno.

Un metodo di fabbricazione romanzo è dimostrata utilizzando la combinazione di un processo di elettrodeposizione e un processo atomico deposizione di strati (ALD) per fabbricare SRR nanopillar-based. Poiché elettroplaccatura è un processo di auto-riempimento con basso costo, è facile fabbricare strutture su una vasta area. ALD è un processo di deposizione chimica in fase vapore (CVD) che può essere controllata in modo preciso dal ciclo di reazione durante il processo. La risoluzione del film sottile ALD può essere di 0,1 nm, e il film sottile è uniformemente rivestita con una qualità elevata, che è adatto per creare pause nano-scala 27, 28. Nanopillar a base di serie SRR con 10 lacune nm o inferiori, può essere fabbricato con successo su una superficie di 6 mm × 6 mm. sia sGli spettri di trasmissione THz imulated e misurati mostrano comportamenti risonanti con ultra-alto Q-fattori e grandi spostamenti di frequenza, il che dimostra la fattibilità delle SRR nanopillar basati mediate da corrente di spostamento. Il processo di fabbricazione dettagliato è descritto di seguito nella sezione del protocollo, e il protocollo video può aiutare i professionisti a comprendere il processo di fabbricazione ed evitare errori comuni associati con la realizzazione di SRR nanopillar-based.

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Protocol

Attenzione: Molti dei prodotti chimici utilizzati in queste sintesi sono tossici, altamente infiammabile, e possono causare irritazione e danno d'organo grave quando viene toccato o inalato. Si prega di indossare dispositivi di protezione adeguati (DPI) durante la manipolazione.

1. Preparazione del primo strato di oro (Au) Nanopillar Arrays (Figura 2a-c e Figura 2e-g)

  1. Preparazione di rame (Cu) strati seme per Au galvanica (Figura 2a, b e figura 2e, f)
    1. Utilizzare un wafer 4 "silicio ad alta resistività (Si). (Resistività 560 - 840 Ω · cm) come substrato Il wafer di Si è di tipo N drogato e levigata su un lato (figura 2a, e).
    2. Tagliare il Si wafer in 2 cm × 2,5 cm pezzi per un uso successivo.
    3. Depositare uno strato 5 nm di cromo (Cr) sul campione Si utilizza un fascio elettronico (E-beam) processo di evaporazione come uno strato di adesione tra il Si e Cu.
    4. Depositare uno strato di Cu 10 nm sulla parte superiore dello strato di Cr esistente utilizzando unE-beam processo di evaporazione come strato seme per Au elettrodeposizione (Figura 2b, f).
  2. Galvanotecnica la matrice nanopillar Au (Figura 2c, g)
    1. Patterning la matrice nanopillar
      1. Spin cappotto fotosensibile sul campione preparato nella sezione 1.1 a 2.000 rpm per 60 s.
      2. Cuocere il campione su una piastra calda a 115 ° C per 60 s.
      3. Esporre fotoresist sotto ultravioletta (UV) -luce (potenza di ~ 15 mW / cm 2) con una fotomaschera Cr che contiene migliaia di modelli nanopillar per 22 s.
      4. Sviluppare con uno sviluppatore per 90 s con agitazione.
      5. Lavare il campione con acqua deionizzata (DI) e asciugarsi il campione con un fucile ad aria.
    2. Galvanotecnica la matrice nanopillar Au
      1. Rimuovere la sezione superiore del fotoresist sul campione con acetone per esporre lo strato di base Cu collegamento dell'elettrodo.
      2. Collegare il sample (Cu strato di base) al terminale negativo di un metro sorgente utilizzando un morsetto e un filo. In questo caso, il campione è l'anodo durante il processo di elettrodeposizione.
      3. Collegare un pezzo di platino (Pt) rivestito Si (stesse dimensioni del campione) al terminale positivo del contatore sorgente. Il Pt è il catodo durante il processo di elettrodeposizione.
      4. Immergere sia il catodo Pt e Cu anodo nella soluzione elettrolitica Au. Mantenere i due elettrodi di fronte all'altro, con una distanza di ~ 1 cm.
      5. Accendere il misuratore di origine e fornire una tensione costante di 1.12 V. placcare Au sul campione per 8 minuti (velocità di deposizione: ~ 100 nm / min).
      6. Lavare il campione con acqua DI, seguita da acetone per rimuovere il photoresist.
      7. Sciacquare nuovamente il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.
      8. Controllare il elettrolitico Au matrice nanopillar sotto un microscopio.
      9. Misurare lo spessore dei nanopillars Au con un profilometro (Lo spessore delAu nanopillars è ~ 800 nm).
        NOTA: corrente costante di set-up può essere utilizzato anche per placcare Au nanopillars. In entrambi tensione costante e corrente costante assetti, l'ideale corrente e tensione utilizzata per Au elettrolitica può essere realizzato per tentativi.

2. Creazione di nano-gap tra Au Nanopillars (Figura 2d, h)

  1. La rimozione di strati di Cr e Cu
    1. Immergere il campione in Cu mordenzante finché il colore Cu scompare.
    2. Lavare il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.
    3. Controllare i nanopillars Au sotto un microscopio.
    4. Immergere il campione in Cr maschera mordenzante per 10 s.
    5. Lavare il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.
    6. Controllare i nanopillars Au sotto un microscopio.
  2. Fabbricazione di ossido di alluminio nano-scala (Al 2 O 3) lacune
    1. Riscaldare il cham sistema ALDBER a 200 ° C.
    2. Porre il campione nel centro della camera.
    3. Pump down la camera a vuoto e impostare il numero di cicli a 100 (velocità di deposizione: ~ 1 A / ciclo).
    4. Sequenziale e alternativamente impulsi trimetilalluminio gas (TMA) con un periodo di tempo di 0.015 s e acqua (H 2 O) vapore con un periodo di 0.015 s nella camera di depositare uniformemente Al 2 O 3 strati sul campione. Il divario di tempo tra ogni impulso è di 5 s. La pressione della camera durante impulso TMA è di 10 Torr e la pressione durante H 2 O impulso vapore è 2 Torr.
    5. Spurgo e aspirare la camera tra ogni ciclo di deposizione. Deposito Al 2 O 3 per 100 cicli e togliere il campione dalla camera.
    6. Misurare lo spessore della ALD Al 2 O 3 con ellissometro.

3. Preparazione del secondo strato di Au Thin Film (Figura 2i-l e Figura 2m-p)

  1. Preparazione di strati di semi Cu per Au elettrodeposizione (Figura 2i, m)
    1. Porre il campione nel centro di un portacampioni evaporatore a fascio.
    2. Spegnere la rotazione del campione nell'evaporatore a fascio.
    3. Depositare uno strato di Cr 5 nm sul campione di agire come uno strato di adesione tra Al 2 O 3 e Cu. Utilizzare un processo di evaporazione e-beam senza rotazione del campione.
    4. Cassetta 10 nm Cu sulla parte superiore dello strato Cr esistente utilizzando un processo di evaporazione a fascio senza rotazione campione come strato seme per Au elettrodeposizione.
  2. Galvanotecnica il film sottile di Au (Figura 2j, n)
    1. Collegare il campione (Cu strato di base) al terminale negativo del contatore sorgente utilizzando un morsetto e un filo. In questo caso, il campione è l'anodo durante il processo di elettrodeposizione.
    2. Collegare il catodo Pt al terminale positivo del contatore sorgente.
    3. Immergere sia il catodo di Pt e Cu Anode nella soluzione elettrolitica Au. Mantenere i due elettrodi di fronte all'altro, con una distanza di ~ 1 cm.
    4. Accendere il misuratore di origine e creare tensione costante di 1,35 V e placcare Au sul campione per 16 min.
    5. Lavare il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.
    6. Ispezionare la elettrolitico Au e il già elettrolitico Au serie nanopillar sotto un microscopio.
    7. Misurare lo spessore dei nanopillars Au con un profilometro (Spessore delle nanopillars Au è ~ 400 nm).
      NOTA: Simile alla elettrodeposizione Au nella sezione 1.2.2, corrente costante set-up può essere utilizzato anche per placcare Au film sottile. In entrambi tensione costante e corrente costante assetti, l'ideale corrente e tensione utilizzata per Au elettrolitica può essere realizzato per tentativi.
  3. La rimozione di Cr e Cu strati (figura 2k, O)
    1. Immergere il campione in Cu mordenzante per 10 s.
    2. Lavare il campione con acqua deionizzata und piega con un fucile ad aria.
    3. Controllare i nanopillars Au sotto un microscopio.
    4. Immergere il campione in Cr maschera mordenzante per 10 s.
    5. Lavare il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.
    6. Controllare i nanopillars Au sotto un microscopio.
      NOTA: In alternativa, immergere il campione in soluzione di elettroplaccatura Au nuovo per depositare uno strato supplementare di Au sopra il secondo strato elettrolitico Au dopo la rimozione di Cr e Cu (passo 3.3). Questo ulteriore livello Au aumenta lo spessore totale del secondo strato di Au e assicura un buon contatto tra lo strato di Au e lo strato di Al 2 O 3 (Figura 2i, p).

4. Definizione di C-figura SRR (Figura 2q-s e Figura 2u-w)

  1. Patterning la SRR C-forma (Figura 2q, u)
    1. Spin cappotto fotoresist sul campione a 2.000 rpm per 60 s.
    2. Cuocere il campione sulla piastra calda di 115 ° C per 60 s.
      3. 2) con un fotomaschera Cr per 22 s.
    3. Sviluppare con uno sviluppatore per 90 s con agitazione.
    4. Lavare il campione con acqua deionizzata e asciugarsi il campione con un fucile ad aria.
  2. Definizione C-forma con mulino di ioni (Figura 2R, V e figura 2s, w)
    1. Fissare il campione su un supporto del campione mulino ionico usando del nastro biadesivo conduttivo Cu.
    2. Raffreddare la camera del mulino di ioni a 6 ° C.
    3. Ion fresare il campione con una tensione fascio di 300 V e una corrente di fascio di 125 mA per ~ 30 min.
    4. Estrarre il campione e ispezionare i nanopillars Au fuori del C-forma.
    5. Ripetere il passaggio 4.2.3 e 4.2.4 se Au è ancora visibile al di fuori del C-forma.
    6. Sonicare il campione in acetone per rimuovere il fotoresist.
    7. Lavare il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.
    8. Controllare il campione al microscopio.
    9. Ripetere il passaggio 4.2.6 e 4.2.7 se photoresist non è completamente rimosso.
      NOTA: In alternativa, applicare ossigeno resiste ammorbidire passi per la fotosensibile prima di rimuovere il fotoresist. Tuttavia, un bagno di sonicazione è il metodo più efficace per rimuovere photoresist se applicabile.

5. Rimozione di Al 2 O 3 per Air Nano-gap (figura 2t, x)

  1. Immergere il campione in soluzione al 5% di fluoruro di idrogeno (HF) per 5 minuti per rimuovere Al 2 O 3.
  2. Lavare il campione con acqua deionizzata e piega con un fucile ad aria.

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Representative Results

Regimi Fabrication mostrano ogni passaggio (Figure 2a-x). Immagini ottiche (Figura 2A-AC) e le immagini al microscopio elettronico a scansione (SEM) (Figura 2ad-AG) sono stati raccolti per le SRR nanopillar-based a diverse fasi di fabbricazione. Animazioni (Figura 2a-c) illustrano il primo strato di galvanizzati nanopillars Au e il secondo strato di film Au elettrolitico nonché nano-vuoti creati tra loro. La figura 2d mostra lo schema sezione trasversale della SRR nanopillar-based con entrambi Al 2 O 3 nano-gap e aria nano-gap. Immagini SEM sono stati raccolti per la matrice SRR e nano-scala lacune nanopillar-based tra Au nanopillars (Figura 2AF, 2AG, 3e-h). Entrambi spettri di trasmissione simulato e misurato dei campioni con Al 2 O 3 nano-gap e aria nano-gap sono stati mostrati (Figura 3i-l).

jove_content "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Figura 1
Figura 1: illustrazione della SRR nanopillar a base mediate da corrente di spostamento. (A, b) Corrente di spostamento (I D) indotta tra due lastre di metallo e due nanopillars da campi elettrici E. (C) Schema di SRR nanopillar a base definiti da migliaia di Au nanopillars (H: altezza del nanopillar, A: di fronte a zona; d: dimensioni nano-gap; L: larghezza della nanopillar e ε: permettività nelle nano-gap) . (D) fattore Q di SRR-based a film sottile e SRR nanopillar-based. Un fattore Q di circa 450 può essere realizzato con un SRR nanopillar basato con un nano-gap di 10 nm. La figura è adattato con il permesso di avanzati materiali ottici 12.ig1large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

figura 2
Figura 2: sistemi di fabbricazione di SRR nanopillar-based. (A - t) di animazione 3D e di sezione trasversale schemi del processo di fabbricazione di SRR nanopillar-based. (Y - ac) immagini ottiche di SRR nanopillar-based a diverse fasi di fabbricazione. (Ad - ag) immagini SEM di SRR nanopillar a base a differenti fasi di fabbricazione, nonché un 5 nm Al 2 O 3 lacune (ag). La figura è adattato con il permesso di avanzati materiali ottici 12. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.


Figura 3: Caratterizzazioni di SRR nanopillar-based. (A - d) sistemi di fabbricazione di SRR nanopillar-based. (E - h) immagini SEM di SRR nanopillar-based. (I) spettri di trasmissione simulata di Al 2 O 3 nano-gap SRR nanopillar-based. (J) spettri di trasmissione misurato di Al 2 O 3 nano-gap SRR nanopillar-based. (K) spettri di trasmissione simulata d'aria nano-gap SRR nanopillar-based. (L) Misurata spettri di trasmissione di aria nano-gap SRR nanopillar-based. La figura è adattato con il permesso di avanzati materiali ottici 12. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura. </ A>

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Discussion

Questa tecnica di fabbricazione ha vantaggi significativi per la creazione di strutture su scala nanometrica rispetto ai metodi esistenti quali la litografia e-beam e di auto-assemblaggio. In primo luogo, le strutture nano-scala possono essere realizzati su una vasta area (un intero wafer) con una fotomaschera che dispone di array nanopillar, che non è pratico con un processo di litografia e-beam. In secondo luogo, il processo di fabbricazione utilizza un processo di fabbricazione tradizionale scala wafer micro, che è molto più veloce, più semplice e più economico rispetto alla litografia a fascio. In terzo luogo, le nano-gap scala atomica possono essere facilmente creati da un processo ALD con dimensioni caratteristiche controllate.

Cr e Cu e-beam evaporazioni senza rotazione del campione permettono Cr e Cu deposizione direttamente sul sottofondo con deposizione di parete laterale ridotto al minimo. Questo è fondamentale per il seguente processo di elettrodeposizione Au perché Au può essere placcato solo sul livello seme Cu che è collegato allo strumento sorgente. Poiché lo strato di Cus sopra le nanopillars Au siano scollegati con lo strato di Cu sul substrato, Au non può essere placcato sul substrato. La qualità e lo spessore del elettrolitico Au dipendono dalla tensione di elettrodeposizione / corrente e il tempo di elettrodeposizione. Higher tensione / corrente porta ad un tasso di deposizione in alto. Tuttavia, ad alta tensione / corrente può anche tradursi in Au deposizione di bassa qualità. Elettrolitica Au con bassa qualità ha una conducibilità elettrica inferiore rispetto al materiale Au standard così come molti vuoti in Au, che riduce l'intensità della corrente di spostamento circolare il SRR, portando ad un comportamento di risonanza debole ed una grandezza inferiore dei picchi di risonanza . Di conseguenza, un adeguato tensione / corrente è essenziale per raggiungere Au nanopillars di alta qualità. tempo galvanica e tensione / corrente devono essere controllati con precisione anche fare in modo che lo spessore del film sottile Au (il secondo strato di Au) è inferiore a quella dei nanopillars Au (il primo strato di Au).

2 O 3 strato spesso sia sul substrato di Si e le pareti laterali delle nanopillars Au. La velocità di deposizione e la qualità di Al 2 O 3 depositato da ALD dipende dalla temperatura di reazione all'interno della camera. Si consiglia una temperatura di reazione di cui sopra 200 ° C per ottenere un'elevata qualità Al 2 O 3 film. Il numero di ciclo e la temperatura possono essere controllati con precisione per ottenere Al 2 O 3 strati con spessore desiderato. La dimensione dei nano-gap (figura 3h) è fondamentale per ottenere elevate Q-fattori delle SRR nanopillar-based. Un aumento di dimensioni nano-gap aumenta l'accumulo di energia all'interno nano-gap, che porta ad un elevato fattore Q. Tuttavia le dimensioni di nano-gap non può essere aumentata senza limitazione. Quando le dimensioni nano-gap superare circa 50 nm, la corrente di spostamento tra Au nanopillars riduce drasticamente ed è in grado di passare attraverso il nano-lacune, portando alla scomparsa delle risposte risonanti. Inoltre, se la dimensione del Al 2 O 3 nano-gap è inferiore a 2 nm, la tensione elettrodeposizione Au deposizione può ripartizione la barriera dielettrica (Al 2 O 3 nano-gap), causando la conduzione tra Au nanopillars e la soluzione Au elettroplaccatura, che porta ad un secondo strato di Au elettrolitico sopra le nanopillars Au (un primo strato di oro). Questo limite conduce alla difficoltà di ottenere ultrasottile Al 2 O 3 vuoti senza rompere la barriera dielettrico tra Au nanopillars.

Un metodo degli elementi finiti (FEM) è stato utilizzato per simulare le SRR (Figura 3i e 3k). Tre picchi di risonanza nella spettri di trasmissione sono noti come la prima modalità (1 st), la modalità secondo (2 °), e la modalità terzo (3 °) del SRR. Gli spettri di trasmissione delle SRR nanopillar-based con 10 nm Al 3 lacune e vuoti d'aria 10 nm sono stati misurati utilizzando un spettroscopia THz nel dominio del tempo (Figura 3 undecies e 3l). Tutti gli spettri di trasmissione misurato corrisponde ai dati simulati, il che dimostra che le SRR nanopillar a base di fabbricati incontrano il design previsto.

La combinazione di film sottili di metallo continui e lacune scala nanometrica dielettrici forniscono strutture per più di stoccaggio di energia rispetto alle SRR tradizionali a pellicola, che si traduce in ultra-alto Q-fattori di circa 450 (più di 45 volte superiore al fattore Q dei tradizionali SRR basati su film sottile) e grandi spostamenti di frequenza (circa 17 volte più grande della variazione di frequenza delle SRR a base di film sottile). La tecnica di fabbricazione unica mostrato in questo video ufficiale permette la realizzazione di migliaia di formare nanopillar SRR su una vasta area. Poiché la formazione di Au nanopillars aumenta sostanzialmente le superfici dei SRR e il numero di lacune nanoscala betWeen Au nanopillars aumenta la quantità di accumulo di energia (cariche elettriche), ultra-alto Q-fattori possono essere raggiunti portando ad una elevata sensibilità. Inoltre, le sostanze applicate alle SRR nanopillar basati sono rappresentati all'interno nano-gap contribuiscono ai cambiamenti permettività dei nano-gap, con conseguente grandi spostamenti di frequenza delle SRR nanopillar basati, che porta ad una elevata selettività. Così le SRR nanopillar a base di fabbricati con Au galvanica e le tecniche di ALD sono ideali per le unità di rilevamento biomolecolari chimico altamente acuta e.

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Disclosures

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgments

Questo materiale si basa su lavoro sostenuto da un fondo di start-up presso l'Università del Minnesota, Twin Cities. Alcune parti di questo lavoro sono state effettuate nella caratterizzazione strumento, Università del Minnesota, un membro del NSF-finanziato Materials Research Servizi di rete (www.mrfn.org) tramite il programma MRSEC. Una porzione di questo lavoro è stata effettuata anche nel Minnesota Nano Center che riceve supporto parziale dal NSF attraverso il programma NNCI.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Silicon Wafer Siltronic AG N/A 100 mm diameter, N-type, one-side polish, resitivity: 560-840 Ω•cm
Chromium Kurt J. Lesker Company EVMCR35J 99.95% pure
Copper Kurt J. Lesker Company EVMCU40QXQJ 99.99% pure
E-Beam Evaporator System Rocky Mountain Vacuum Tech. N/A RME-2000
S1813 Positive Photoresist Microposit 10018348 N/A
Spinner Best Tools S0114031123 SMART COATER 100
Mask Aligner Midas MDA-400LJ N/A
Digital Hot Plate Thermo Scientific HP131725 Super-Nuvoa series, maximum temperature: 370 °C
MF319 Developer Microposit 10018042 N/A
Acetone Fisher Chemical A18P-4 N/A
Isopropyl Alcohol Fisher Chemical A416-4 N/A
Gold 25 ES RTU Technic Inc. 391427 N/A
Source Meter Keithley N/A 2612 System SourceMeter
Microscope Omax NJF-120A N/A
Profilometer Tencor Instruments N/A Alpha-Step 200
APS Copper Etchant 100 Transfene Company, Inc. N/A N/A
CE-5 M Chromium Mask Etchant Transfene Company, Inc. N/A N/A
Atomic Layer Deposition System Cambridge Nano Tech inc. N/A Savannah series
Ion Mill Etching System Intlvac Thin Film N/A Nanoquest series
Ultrasonic Cleaner Crest Ultrasonics N/A Powersonic series
Hydrofluoric Acid Sigma-Aldrich 244279 Diluted to 5%
Field Emission Gun Scanning Electron Microscope Jeol Ltd. N/A JEOL 6700 series

DOWNLOAD MATERIALS LIST

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Ingegneria metamateriali terahertz risonatori anello apribile corrente di spostamento nanopillar fattore di qualità divario nano
Fabbricazione di Nanopillar-Based Split Ring risonatori di corrente di spostamento mediata Risonanze a Terahertz metamateriali
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Liu, C., Schauff, J., Lee, S., Cho,… More

Liu, C., Schauff, J., Lee, S., Cho, J. H. Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials. J. Vis. Exp. (121), e55289, doi:10.3791/55289 (2017).

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