Name: דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-11T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 19 s
Description: למד טכניקת ליתוגרפיה אופטית חדשנית לייצור ננו-מבנים באורך גל תת-אורך באמצעות מולקולות פוטוכרומיות. השיטה מספקת חלופה מהירה ומדויקת לשיטות קיימות בננו-טכנולוגיה.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

תודה למייקל נוטסון, פול המריק, גרג סקוט וכריס לנדס על דיונים מועילים וסיוע הקשורים למחזיק מדגם האווירה האינרטית המותאמת אישית וסיוע בחנות מכונות הסטודנטים של אוניברסיטת יוטה. P.C. מודה ל-NSF GRFP תחת מענק מס' 0750758. P.C. מכיר במלגת ההכשרה לננוטכנולוגיה של אוניברסיטת יוטה. R.M. מכיר בפרס NSF CAREER מס' 1054899 ובמימון מיוזמת USTAR.

הערה: לבצע את כל השלבים תחת כיתת חדר נקי 100 תנאים טובים יותר או הבאים. הכנת 1. לדוגמא <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה רקיק 2 קוטר &quot;סיליקון עם נאגר תחמוצת Etch פתרון (BOE) (6 חלקים 40% 4 F NH וHF 49% חלק 1) למשך 2 דקות (זהירות: כימיקלים מסוכנים). בחר זמן לחרוט זה כדי להסיר כל חומרים אורגניים או מזהמים על פני השטח. לשטוף עם מים ללא יונים (DI) למשך כ 5 דקות. רקיק יבש עם N היבש 2. הערה: לעולם אל תעבוד לבד בעת שימוש HF. תמיד לובש משקפי מגן עם מגן פנים וציוד מגן אישי (PPE) במקרה של דליפות. הנחיות הודעה לשימוש וטיפול בפסולת HF במעבדה שבה התחריט מתבצע. הערה: שלבי 1.2-1.7 הן לנעילה אלקטרוכימיים בלבד. אם ביצוע נעילה באמצעות פירוק המשך לשלב 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להניח את האלקטרודה העבודה, גמגום של פלטינה (Pt) 100 ננומטר על silic הקוטר הנקי 2 &quot;על פרוסות סיליקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני תחריט הסרט דק הפלטינה, לנקות את חדר RIE של כל זיהומים או photoresist שאריות מetches היבשה הקודמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב את התא עד לחץ בסיס של 1 × 10 -5 Torr מושגת. ודא שהכח RF מוגדר 200 W והספיקות לחמצן והארגון מוגדרות 50 SCCM ו -10 SCCM בהתאמה. להצית את הפלזמה Ar / O 2 ולרוץ לשעה לפחות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הפלזמה Ar / O 2 ולאפשר חדר פורקן לכ -10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לחרוט את פני השטח סרט דק פלטינה, לטעון את המדגם לתוך תא RIE ולשאוב את החדר עד ללחץ בסיס של 1 × 10 -5 Torr. הפעם להגדיר את קצב זרימת ארגון ל0 SCCM. להצית את הפלזמה O 2 ולתת תהליך זה לרוץ במשך 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הפלזמה O 2 ולתת פורקן קאמרי עבור 10 דקות. </li></ol> 2. אידוי תרמי של Photochromic מולקולת שימוש מותאם אישית Lמאייד ow טמפרטורה (LTE) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא סירת ALO 2 עם 30 מ&quot;ג של BTE ולטעון למקור מנהג LTE (איור 6). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פרוסות סיליקון טען למדגם הר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יציאות חותם תא ותא משאבה עד ללחץ בסיס של 1 x 10 -6 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתאדות BTE בטמפרטורת setpoint של 100 ° C, עם עובי סרט של 30 ננומטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר אידוי, מבול להאיר את המדגם כדי 5 דקות של UV להפוך את חומר BTE לצורה הסגורה, 1c. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להגדיר את גודל המדגם, לדבוק פיסה קטנה של פרוסות סיליקון באמצעות סופר יהלומים לגרד קו מהקצה של משטח סיליקון. תפוס את הרקיק משני צידי קו ההתחלה ולכופף את הרקיק כלפי מטה עד שהוא פורץ במישור הגביש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע מדידות profilometer כדי לאמת BTE עובי סרט דק. כדי לעשות זאת, לשרוט את המדגם באמצעות פינצטה קצה קנס. מדוד את גובה הצעד הלוך ושובמ &#39;שריטה זה, המהווה את ההבדל בגובה בין הזכות ומיקום סמן השמאלי. הערה: אי דיוקים בעובי סרט יגרמו לאי התאמות במינון חשיפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם שנותר בחנות בN 2 תא כפפות מלאות. </li></ol> 3. חשיפות הערה: בצע את כל החשיפות בתנאי אווירת אינרטי כדי למנוע השפלה של מדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב המדגם על ידי ביצוע ההליך אותו כפי שמתואר בשלב 2.6. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מדגם בבעל מדגם אווירת אינרטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר בעל מדגם אינרטי על במה. מדגם טיהור עם N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף את המדגם לזמן חשיפה הרצויה באמצעות interferometer, כמו זה שמוצג באיור 8. </li></ol> 4. אלקטרוכימי חמצון באמצעות שלוש Cell אלקטרודה הערה: בצע אלקטרוכימיה בתנאי אווירת אינרטי כדי למנוע השפלה של מדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הצמד בקבוקון זכוכית נקי על גבי הצלחת החמה. הנח בר ערבוב נקי בבקבוקון. הפעל את הבוחש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה קליפ נחושת חדש עם מתנול. נקה את האלקטרודה הנגדית פלטינה עם מתנול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בקליפ נחושת נקי, קליפ מדגם דרך אחד החורים במכסת בקבוקון הטפלון. הקפד קליפ על הפלטינה נחשפה רק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את כובע בקבוקון הטפלון על הבקבוקון. קליפ העופרת האדומה על האלקטרודה הנגדית פלטינה ולהוביל השחורים על גבי נחושת קליפ מחזיק המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות מזרק נקי, למלא את הבקבוקון עם deionized מים המסונן (DI) דרך החור השני בכובע בקבוקון הטפלון. מלא גבוה בלי שהשקיע כל אחד מהפלטינה היחפה על המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חנקן בועה במים במשך 3-5 דקות. כבה את החנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את האלקטרודה ההתייחסות לחור השני בכובע בקבוקון הטפלון. קליפ העופרת הלבנה על גבי האלקטרודה ההתייחסות. בדוק כדי לוודא שאף אחד o הפלטינה החשופהn המדגם הוא שקוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות voltammograph, להגדיר את מתח החמצון לרמה של 0.5 V / sec. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר זמן חמצון הרצוי חלף, להפוך את הכח לvoltammograph את. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את קטעים האדומים, שחורים, לבנים ומן האלקטרודה הנגדית הפלטינה, קליפ נחושת, והאלקטרודה התייחסות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף את המדגם לUV למשך 5 דקות. </li></ol> 5. פיתוח לדוגמא - אלקטרוכימי נעילה הערה: בצע פיתוח בתנאי אווירת אינרטי כדי למנוע השפלה של מדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפתח את המדגם ב 5 (% wt) isopropanol המסוננת, 95 אתילן גליקול (% wt) לכמות הרצויה של זמן. שים לב: 50 בדרך כלל דגימות ננומטר שפותחו עבור 30-60 שניות תוך 80 דגימות ננומטר שפותחו עבור 60-180 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם יבש עם N היבש 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לחשוף מדגם 5 דקות של UV. </li></ol> נעילת פירוק - פיתוח 6. לדוגמא </eמ &#39;&gt; הערה: בצע פיתוח בתנאי אווירת אינרטי כדי למנוע השפלה של מדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש של אתילן גליקול 100 מיליליטר בכוס זכוכית נקייה, לפתח את המדגם נחשף בפעם ההתפתחות הרצויה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם יבש עם N היבש 2. מייד לחשוף מדגם 5 דקות של UV. </li></ol> 7. חשיפות מרובות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם ביצוע חוזר חשיפות מרובות על שלבים 3-6 עם תרגום של המדגם ביחס לאופטיקה. </li></ol>

<ol><li>Brimhall, N., Andrew, T. L., Manthena, R. V., Menon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Breaking+the+far-field+diffraction+limit+in+optical+nanopatterning+via+repeated+photochemical+and+electrochemical+transitions+in+photochromic+molecules%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Breaking the far-field diffraction limit in optical nanopatterning via repeated photochemical and electrochemical transitions in photochromic molecules.</a> Physical Review Letters. 107 (20), 205501(2011).</li>
<li>Cantu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subwavelength+nanopatterning+of+photochromic+diaryethene+films%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Subwavelength nanopatterning of photochromic diaryethene films.</a> Applied Physics Letters. 100 (18), 183103(2012).</li>
<li>Cantu, P., Andrew, T. L., Menon, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanopatterning+of+diarylethene+films+via+selective+dissolution+of+one+photoisomer%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Nanopatterning of diarylethene films via selective dissolution of one photoisomer.</a> Applied Physics Letters. 103 (17), 173112(2013).</li>
<li>Abbe, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beitr%C3%A4ge+zur+Theorie+des+Mikroskops+und+der+mikroskopischen+Wahrnehmung%5BTitle%5D)+AND+%22Archiv+f%C3%BCr+mikroskopische+Anatomie%22%5BJournal%5D)">Beiträge zur Theorie des Mikroskops und der mikroskopischen Wahrnehmung.</a> Archiv für mikroskopische Anatomie. 9 (1), 413-418 (1873).</li>
<li>Li, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Achieving+%CE%BB%2F20+resolution+by+one-color+initiation+and+deactivation+of+polymerization%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Achieving λ/20 resolution by one-color initiation and deactivation of polymerization.</a> Science. 324 (5929), 910-913 (2009).</li>
<li>Fischer, J., von Freymann, G., Wegener, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+materials+challenge+in+diffraction-unlimited+direct-laser-writing+optical+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">The materials challenge in diffraction-unlimited direct-laser-writing optical lithography.</a> Advanced Materials. 22 (32), 3578-3582 (2010).</li>
<li>Mirkin, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Beam+pen+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Beam pen lithography.</a> Nature Nanotechnology. 5, 637-640 (2010).</li>
<li>Xie, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Manipulating+spatial+light+fields+for+micro-+and+nano-photonics%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+E%3A+Low-dimensional+Systems+and+Nanostructures%22%5BJournal%5D)">Manipulating spatial light fields for micro- and nano-photonics.</a> Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures. 44, 1109-1126 (2012).</li>
<li>Leroy, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-speed+metal-insulator+transition+in+vanadium+dioxide+films+induced+by+an+electrical+pulsed+voltage+over+nano-gap+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">High-speed metal-insulator transition in vanadium dioxide films induced by an electrical pulsed voltage over nano-gap electrodes.</a> Applied Physics Letters. 100 (21), 213507(2012).</li>
<li>Carr, D., Sekaric, L., Craighead, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+nanomechanical+resonant+structures+in+single-crystal+silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Science+%26+Technology+B%22%5BJournal%5D)">Measurement of nanomechanical resonant structures in single-crystal silicon.</a> Journal of Vacuum Science & Technology B. 16 (6), 3821-3824 (1998).</li>
<li>Wilhelmi, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+prototyping+of+nanostructured+materials+with+a+focused+ion+beam%5BTitle%5D)+AND+%22Japanese+Journal+of+Applied+Physics%22%5BJournal%5D)">Rapid prototyping of nanostructured materials with a focused ion beam.</a> Japanese Journal of Applied Physics. 47 (6), 2010-5014 (2008).</li>
<li>Hell, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Far-field+optical+nanoscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Far-field optical nanoscopy.</a> Science. 316 (5828), 1153-1158 (2007).</li>
<li>Chou, S. Y., Krauss, P. R., Renstrom, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanoimprint+lithography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vacuum+Science+%26+Technology+B%22%5BJournal%5D)">Nanoimprint lithography.</a> Journal of Vacuum Science & Technology B. 14, 4129(1996).</li>
<li>Guillemette, M. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+topography+induces+3D+self-orientation+of+cells+and+extracellular+matrix+resulting+in+improved+tissue+function%5BTitle%5D)+AND+%22Integrative+Biology%22%5BJournal%5D)">Surface topography induces 3D self-orientation of cells and extracellular matrix resulting in improved tissue function.</a> Integrative Biology. 1 (2), 196-204 (2009).</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

תוארו הייצור, ההתקנה הניסיונית והנהלים התפעוליים הקשורים של דפוס באמצעות מעברים אופטיים הניתנים לרוויה (POST). על ידי ניצול תכונות המיתוג הליניאריות של מולקולות פוטוכרומיות יציבות תרמית, POST מציע נקודות מבט חדשות על עקיפת מגבלת העקיפה של השדה הרחוק. 1-2,4
בעבר דרישת האחסון לטווח ארוך של הדגימות נפתרה על ידי אחסון הדגימות מתחת ל-N2, מיד לאחר האידוי הראשוני. 2 עם זאת, החספוס המשמעותי של קצה הקו הניכר בסורגים, איורים 3 ו-5, נובע...

ליתוגרפיה אופטית היא בעל חשיבות מרכזית בייצור של מבנים ננומטריים והתקנים. יש התקדמות מוגברת בטכניקות ליתוגרפיה רומן היכולת לאפשר דורות חדשים של מכשירי רומן. 8-11 במאמר זה, סקירה מוצגת בכיתה של טכניקות ליתוגרפי אופטיות כי להשיג רזולוציה תת-גל עמוק באמצעות מולקולות photoswitchable רומן. גישה זו נקראת דפוסים באמצעות אופטי-Saturable מעברים (POST). 1-3 POST הוא שיטה חדשנית nanofabrication שמשלבת באופן ייחודי את הרעיונות של להרוות מעברים אופטיים של מולקולות Photochromic, במיוחד (1,2-bis (5,5&#39;-דימתיל-2,2&#39;-bithiophen-י.ל.)) perfluorocyclopent-1-ENE. בפיהם, תרכובת זו נקראת BTE, איור 1, כגון אלו המשמשים במיקרוסקופ פליטה המאולץ-דלדול (STED) 12, עם יתוגרפיה הפרעות, שהופך אותו לכלי רב עוצמה לlargnanopatterning דואר האזור המקביל של תכונות subwavelength עמוקות על מגוון משטחים עם סיומת פוטנציאל 2 ו 3-ממדים. שכבת Photochromic היא מדינת מקור בהומוגנית אחת. כאשר שכבה זו נחשפה לתאורה אחידה של λ 1, זה הופך למדינה השנייה isomeric (ג 1), איור 2. ואז המדגם חשוף לצומת ממוקדת בλ 2, אשר ממיר את המדגם לתוך מדינת isomeric הראשונה ( 1o) בכל מקום מלבד בסביבה הקרובה לצומת. על ידי שליטה על מינון החשיפה, גודל האזור לא מומר יכול להיעשות באופן שרירותי קטן. הצעד הבא של תיקון אחד של איזומרים ניתן להמרה באופן סלקטיבי ובלתי הפיך (נעול) למצב 3 rd (בשחור) כדי לנעול את התבנית. בשלב הבא, השכבה חשופה באופן אחיד לλ 1, אשר ממיר כל דבר פרט לאזור הנעול חזרה למצב המקורי.רצף של צעדים ניתן לחזור עם תזוזה של המדגם ביחס לאופטיקה, וכתוצאה מכך שני אזורים נעולים ריווחה קטן מגבול השתברות השדה הרחוק. לכן, כל גיאומטריה שרירותית ניתן בדוגמת באופנה &quot;סיכות&quot;. 1-3

<table><tbody><tr><td>איזופרופנול</td><td>פישר סיינטיפיק</td><td>P/7500/15</td><td>זהירות: דליק, השתמש באוורור טוב והימנע מכל מקורות ההצתה.</td></tr><tr><td>תחרוקת תחמוצת</td><td></td><td></td><td></td>חוצץ</tr><tr><td>מתנול</td><td>Ricca כימי</td><td>48-293-2&nbsp;</td><td>זהירות: דליק, השתמש באוורור טוב והימנע מכל מקורות ההצתה.</td></tr><tr><td>אתילן גליקול</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>324558</td><td>זהירות: מזיק אם נבלע</td></tr><tr><td>פרוסת</td><td></td><td></td><td></td>סיליקון</tr><tr><td>כוסות</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>זכוכית</td><td></td><td></td><td></td></tr> סופר <tr><td>פינצטה</td><td>טד פלה</td><td>5226</td><td></td></tr><tr><td>מערכת תחריט יונים תגובתית</td> מעבדת <td>פלזמה אוקספורד</td><td>80 פלוס</td><td></td></tr><tr><td>אינרטית מחזיק מדגם אטמוספירה</td><td>קנייני מעוצב</td><td></td><td></td>בבית</tr><tr><td>קוביית מפצל קרן מקטב</td><td>Thorlabs</td><td>PBS052</td><td></td></tr><tr><td>HeNe לייזר</td><td>Melles Griot</td><td>25-LHP-171</td><td>זהירות: הרכיבו משקפי בטיחות</td></tr><tr><td>צלחות חצי גל</td><td>Thorlabs</td><td>WPH05M-633</td><td></td></tr><tr><td>מאייד תרמי</td><td>קנייני מעוצב</td><td></td><td></td></tr><tr><td>בבית TMV מוצרי</td><td>ואקום</td><td>סופר TMV סופר</td><td></td></tr><tr><td>וולטמוגרף</td><td>מערכות ביואנליטיות</td><td>CV-37</td><td></td></tr><tr><td>מנורת UV גל קצר 365&nbsp; nm</td><td>UVP Analytik Jena Company</td><td>UVGL-25</td><td>זהירות: הרכיבו משקפי בטיחות UV</td></tr></tbody></table>

דפוסים באמצעות מעברי saturable אופטיים - ייצור ואפיון

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

פרוטוקול זה מתאר את הייצור והאפיון של ננו-מבנים באמצעות טכניקה ננו-ליטוגרפית חדשה הנקראת דפוס באמצעות מעברים אופטיים רוויים (POST). בטכניקה זו מנוצלות התכונות הכימיות של מולקולות פוטוכרומיות אורגניות העוברות תגובות של פוטון בודד, מה שמאפשר ננו-דפוס מהיר מלמעלה למטה על פני שטחים גדולים בעוצמות אור נמוכות, ובכך מאפשר עקיפה של מחסום העקיפה של השדה הרחוק. 4 נחקרות חלופות פשוטות, חסכוניות, תפוקה ורזולוציה גבוהות לננו-דפוסים, כגון, פילמור דו-פוטוני5,6, ליתוגרפיה של עט קרן (BPL)7, ליתוגרפיה של קרן אלקטרונים סורקת (SEBL) ודפוס קרן יונים ממוקדת (FIB). עם זאת, גישות מרובות פוטונים דורשות עוצמות אור גבוהות, המגבילות את הפוטנציאל שלהן לתפוקה גבוהה ומציעות ניגודיות תמונה נמוכה. למרות שתהליכים ליטוגרפיים של אלומת אלקטרונים ויונים מציעים רזולוציה מוגברת, האופי הסדרתי של התהליך מוגבל למהירויות כתיבה איטיות, מה שמונע גם דפוס של תכונות על פני שטחים גדולים. ליתוגרפיה של עט קרן היא גישה לקראת ליתוגרפיה אופטית מקבילה בשדה קרוב. עם זאת, יש לשלוט על הפער בין מקור האלומה למשטח הפוטו-רזיסט בצורה מדויקת ביותר עבור אחידות דפוס טובה וזה מאוד מאתגר להשגה עבור מערכי אלומות גדולים. דפוס באמצעות מעברים אופטיים רוויים (POST) היא טכניקת ננו-דפוס אופטית חלופית לדפוס תכונות תת-אורך גל1-3. מכיוון שטכניקה זו משתמשת בפוטונים בודדים במקום אלקטרונים, היא מהירה במיוחד ואינה דורשת עוצמות אור גבוהות1-3, מה שפותח את הדלת להקבלה מסיבית.

דגימות מפוברקות: פעמים חמצון שונות אופיינו כפי שמודגמים על ידי micrographs הכוח האטומי באיור 3 במתח חמצון של 0.85 V נקבע מvoltammetry המחזורית. סרטי 50 ננומטר בעובי נחשפו לגל עומד בλ = 647 nm של nm 400 תקופה של 60 שניות בצפיפות הספק של 0.95 mW / 2 סנטימטר. ככל שזמן החמצון מוגבר מ 10 דקות עד 25 דקות, ניתן לראות בבירור את אובדן הניגוד כחלק מהאזורים מורכבים מ1o</s...

אנו מדווחים כי ניתן להתגבר על מגבלת העקיפה של ליתוגרפיה אופטית קונבנציונלית על ידי ניצול המעברים של נגזרות פוטוכרומיות אורגניות הנגרמות על ידי הפוטואיזומריזציה שלהן בעוצמות אור נמוכות. 1-3 מאמר זה מתאר את טכניקת הייצור שלנו ושני מנגנוני נעילה, כלומר: פירוק של פוטואיזומר אחד וחמצון אלקטרוכימי.

דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

המטרה הכוללת של הניסוי הבא היא לייצר ננו-מבנים בתת-אורך גל באמצעות טכניקה חדשנית של ליתוגרפיה אופטית של פוטון בודד. דבר זה מושג תחילה על ידי יישום שכבה של מולקולה פוטוכרומית על מצע סיליקון. כשלב שני, הדגימה מקרינה באור על-סגול באורך גל קצר, אשר ממירה את האיזומרים בעלי הטבעת הפתוחה לאיזומרים בעלי טבעת סגורה.בשלב הבא, הדגימה מוארת באמצעות גל עומד כדי להחזיר את המולקולות לצורת הטבעת הפתוחה, למעט בסביבתם המיידית של הצמתים. על ידי רוויה אופטית של מעבר זה, המולקולות באיזומר הטבעת הסגורה נשארות באזור הקטן בהרבה מגבול הדיפרקציה של השדה הרחוק. לבסוף, הדגימה מועברת לממס פולרי שבו איזומר הטבעת הסגורה נמס בקצב מהיר יותר מאיזומר הטבעת הפתוחה, מה שמותיר מאחור תוצאות של טופוגרפיה בננו-קנה מידה, המראות כי תבנית באמצעות מעברים אופטיים רוויים היא טכניקת ננו-תבנית אופטית חלופית להשגת מאפיינים מתחת לאורך הגל.היתרונות המרכזיים של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון ליתוגרפיה באלומת אלקטרונים סורקת, הם שדפוס באמצעות מעברים אופטיים יכול להיות מהיר יותר בסדרי גודל, לספק דפוס מדויק יותר, ולהיות פשוט וזול יותר ליישום. את הפרוצדורה תדגים precious Cantu, סטודנטית לתואר מתקדם מהמעבדה שלי. פרוטוקול זה דורש שכל השלבים יבוצעו בחדר נקי ברמת class 100 או טובה יותר.כדי להכין את הדגימה לנעילת המסה (dissolution locking), התחילו עם פרוסת סיליקון בגודל שני אינץ' שנוקתה עם תמיסת buffered oxide etch ויובשה בחנקן יבש. כאשר הפרוסה בידכם, עברו לשלב האידוי התרמי. במעבדה זו נעשה שימוש במאדה בטמפרטורה נמוכה המיוצר בהתאמה אישית; טענו את הפרוסה למחזיק הדגימות של המאדה, ולאחר מכן התקינו את המחזיק על המאדה. עבור פרוטוקול זה, סירה של אלומינה מולאה ב-30 milligrams של BTE.הכנס את הסירה הזו אל תוך מקור הפיחוח. בבאר המאדה, המשך על ידי איטום פתחי התא ושאיבת התא עד ללחץ בסיס של 10⁻⁶ Torr. לאחר מכן, אדה את ה-BTE בטמפרטורת נקודת עבודה של 100 °C עם עובי שכבה של כ-30 nanometers.מיד לאחר השלמת תהליך האידוי וברגע שניתן לפתוח את המערכת, יש לנתק את הדגימה. לאחר מכן, העבירו אותה לטעינה בתוך תא כפפות (glove box) עם סביבת חנקן ומנורת UV. כאן הדגימה נטענה לתוך תא הכפפות.בתוך תא הכפפות. יש למקם את הדגימה תחת תאורת UV להארה רחבה. יש להאיר את הדגימה ב-UV למשך חמש דקות כדי להעביר את ה-BTE לצורה סגורה.לאחר ההארה ב-UV, קחו חלק מהדגימה לאפיון. בצעו זאת באמצעות שריטה של יהלום (diamond scribe) כדי להגדיר אזור קטן, על ידי שריטת קו מקצה פני השטח של הסיליקון. לאחר מכן, אחזו בווייפר משני צדי הקו וכופפו אותו כלפי מטה עד שיישבר לאורך מישור הגביש.החלק הקטן יותר ישמש לאפיון לאחר הוצאתו מתא הכפפות. העבר את פיסת הדגימה הקטנה למדיד פרופיל (profilometer) כדי לאמת את עובי שכבת ה-BTE. לצורך המדידה, השתמש בפינצטה בעלת קצה דק כדי ליצור שריטה על פני השטח של הפרוסה (wafer) בדגימה.לאחר מכן, מדדו את גובה המדרגה משריטה זו. לאחר מדידת עובי סרט ה-BTE, החזירו את הדגימה לתא הכפפות כדי להכינה לחשיפה. העבודה תתבצע באטמוספירה האינרטית של תא הכפפות.השתמשו בסכין יהלום כדי לשחט את הפרוסה ולהפריד ממנה חלק לחשיפה. במקרה זה, גודל החלק הוא כסנטימטר רבוע אחד. הניחו את החלק הגדול בצד והכינו מחזיק דגימות באטמוספירה אינרטית.טען את דגימת החשיפה למחזיק הדגימות. התכונן להוצאת מחזיק הדגימות מתיבת הכפפות. כאשר תהיה מוכן, הוצא את מחזיק הדגימות מתיבת הכפפות כדי להעבירו לאינטרפרומטר.בתושבת האינטרפרומטר, נמצא מחזיק הדגימות באטמוספירה אינרטית על במה הדגימה. לאחר שהובא למיקומו, חברו קו חנקן למחזיק הדגימה. פתחו את הפתח במחזיק הדגימה כדי לשטוף את הדגימה בחנקן.לאחר מכן סגרו את הפתח, כאשר צינור החנקן נשאר במקומו. השתמשו באינטרפרומטר כדי לחשוף את הדגימה למשך זמן החשיפה הרצוי.לאחר החשיפה לאינטרפרומטר, הסר את האטמוספירה האינרטית, את מחזיק הדגימה ואת הדגימה עצמה. העבר אותם בחזרה אל תא הכפפות והנח אותם בפנים. כאשר הדגימה נמצאת בתא הכפפות, הכן כוס כימית מזכוכית נקייה המכילה 100 milliliters של ethylene glycol.הוצא את הדגימה שנחשפה מהתושבת והנח אותה בכלי הביקר למשך זמן הפיתוח הרצוי. עם סיום זמן הפיתוח, הוצא את הדגימה מהביקר. היא תתייבש במהירות באטמוספרת החנקן.לאחר מכן, בהקדם האפשרי, העמידו את הדגימה לתאורה באור UV וחשפו אותה למשך חמש דקות. זהו גרף של עובי השכבות המולקולריות לעומת זמן הפיתוח עבור שתי הצורות של מולקולות BTE. הנתונים עבור הצורה הפתוחה מחוברים בקו כחול.הנתונים עבור הצורה הסגורה מחוברים בקו אדום. הגרף מדגים את המסיסות הגבוהה יותר של מולקולת הצורה הסגורה בממסים פולריים. כדי לאסוף נתונים אלו, מחצית מדגימה הומרה לצורה סגורה והמחצית השנייה לצורה פתוחה.הדגימה פותחה באתילן גליקול למספר זמני פיתוח שונים, ולאחר מכן נמדד עובי השכבה שנותרה באמצעות פרופילומטר. להלן תמונות ממיקרוסקופ אלקטרונים סורק של דגימות תבנית מחשיפות פיתוח בודדות שבוצעו בתושבת דגימות באטמוספירה אינרטית. גדלי התכונות הם 196 ננומטר, 160 ננומטר ו-85 ננומטר.האחרון תואם לרוחב קו של בערך lambda. מעל 7.4. נתונים ממספר חשיפות מוצגים באמצעות סימני איקס בגרף של רוחב קו לעומת זמן חשיפה.להשוואה, העקומה הכחולה מייצגת את התחזית של מודל פשוט, בהנחה של תאורה סינוסואידלית פוגעת עם מחזור של 457 nanometers, תוך שימוש בסף החשיפה כפרמטר ההתאמה היחיד. לאחר צפייה בסרטון זה, אמורה להיות לכם הבנה טובה לגבי אופן היישום של תבנית ברזולוציה-על באמצעות מעברים אופטיים רב-יציבים.

patterning-via-optical-saturable-transitions-fabrication

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

Non-עכירות monolayer PEG silane היה desorbed מ למיעון בנפרד אלקטרודות איטו על זכוכית על ידי יישום של פוטנציאל רדוקטיבי. אלקטרוכימי של שכבת הפשטת PEG-silane מ microelectrodes איטו מותר הידבקות התא להיערך בצורה מוגדרת מרחבית, עם דפוסי הסלולר המקביל הדוק דפוסי אלקטרודה.

דפוסים על תאים שקוף אופטית טין אלקטרודות תחמוצת אינדיום

שימוש בגלבו פוטוניים גביש להאט את האור וחללי האומצה באופן נרחב על ידי קהילת פוטוניקה ביישומים רבים שונים. לכן ייצור ואפיון של התקנים אלה הם עניין רב. מאמר זה מתאר טכניקת הייצור שלנו ושתי שיטות אפיון אופטיות, דהיינו: פיזור interferometric (גלבו) ותהודה (עששת).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

אנו מפתחים ולאפיין סיב אופטי פולימר הפרעות המשתמש לוקליזציה אנדרסון רוחבית כמנגנון waveguiding רומן. סיבי microstructured זה יכול להעביר קרן מקומית קטנה עם רדיוס כי ניתן להשוות את רדיוס האלומה של סיבים אופטיים קונבנציונליים.

ייצור ואפיון של סיבים אופטיים הפרעות פולימר ללוקליזציה רוחבית אנדרסון אור

פרוטוקול זה מתאר שיטת microfabrication התואם לדפוסי תא על SiO 2. עיצוב parylene-C מוגדר מראש מודפס photolithographically על SiO 2 הוופלים. תאים לאחר דגירה עם סרום (או פתרון הפעלה אחר) לדבוק במיוחד ל( ולגדול בהתאם להתאמה של) parylene-C שבבסיס, בעוד שנהדף על ידי SiO 2 אזורים.

תא דפוסים על photolithographically מוגדר Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; מצעים

עירורים אופטו-מכניים פרמטריים הודגמו לאחרונה בניסוי בתהודה אופטומכנית מיקרופלואידית באמצעות לחץ קרינה אופטי ופיזור ברילואין מגורה. מאמר זה מתאר את הייצור של מהודים מיקרופלואידיים אלה יחד עם מתודולוגיות ליצירה ואימות של תנודות אופטומכניות.

ייצור ובדיקה של מתנדים optomechanical Microfluidic

מודגם ייצור סורגים בעלי ניגודיות גבוהה כאלמנט מפזר הספקטרום המקביל במערכת פוטו-וולטאית מרוכזת. מתוארים תהליכי ייצור הכוללים ליתוגרפיה של ננו-טביעה, התזת TiO2 ותחריט יונים תגובתי. תוצאות מדידת השתקפות משמשות לאפיון הביצועים האופטיים.

המצאה של Gratings ניגודיות הגבוה לפיצול הספקטרום Dispersive האלמנט במערכת פוטוולטאית מרוכזת

זיהוי פלואורסצנטי רב צבעוני במיקרופלואידיקה טיפתית כולל בדרך כלל מערכות גילוי מבוססות מיקרוסקופ אפיפלואורסצנטי מגושמות ומורכבות. כאן אנו מתארים ערכת זיהוי רב-צבעונית קומפקטית ומודולרית המשתמשת במערך של סיבים אופטיים כדי לקודד זמנית נתונים רב-צבעוניים שנאספו על ידי גלאי פוטו יחיד.

ססגוניות קרינת איתור עבור מיקרופלואידיקה אגל באמצעות סיבים אופטיים

אנו מציגים פרוטוקול עבור בודה חללים גבישים פוטוניים 1-D על סיבי סיליקה בקוטר subwavelength (nanofibers אופטי) באמצעות אבלציה לייזר המושרה femtosecond.

המצאה של 1-D פוטוניים Crystal חלל על nanofiber שימוש Femtosecond אבלציה לייזר המושרה

מטוסי פאנטום רקמות אופטי הם כלים חיוניים כיול של אפיון של מערכות הדמיה אופטית ואימות של מודלים תיאורטיים. מאמר זה מפרט את שיטת ייצור דמה הכולל שכפול של רקמות התכונות האופטיות ואת מבנה רקמות תלת מימדי.

ייצור ואפיון רקמות אופטי הפאנטומים המכיל למפלגות

כאן, אנו מציגים את הפרוטוקולים של ניתוחים דיפרנציאלית-זיהוי של זמן לפתור אינפרא-אדום הרטט ספקטרוסקופיה ו אלקטרון עקיפה המאפשרים אבחנת העיוותים של מבנים מקומיים סביב photoexcited מולקולות ב טורי גביש נוזלי, נותן מבט אטומית על הקשר בין המבנה את הדינמיקה של החומר photoactive.

טכניקות הרומן להתבוננות מבניים הדינמיקה של גביש נוזלי Photoresponsive

מאמר זה עוקב אחר מחזור החיים של מהוד ממברנת סיליקון ניטריד, מתכנון דרך ייצור ועד אפיון.

ייצור ואפיון של מהודי ממברנת סיליקון ניטריד High-Q

למד טכניקת ליתוגרפיה אופטית חדשנית לייצור ננו-מבנים באורך גל תת-אורך באמצעות מולקולות פוטוכרומיות. השיטה מספקת חלופה מהירה ומדויקת לשיטות קיימות בננו-טכנולוגיה.

דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון

גלה סרטונים נוספים