Name: המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-03-23T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 28 s
Description: למדו לייצר מהודי טבעת פיצול מבוססי ננו-עמודים בזהב ליישומי טרה-הרץ. השיטה משתמשת בציפוי חשמלי ובאטומי לייר דפוזיציה ליצירת מרווחים ננומטריים המשפרים את תדרי התהודה והאיכות.

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

חומר זה מבוסס על עבודה נתמך על ידי קרן הזנק באוניברסיטת מינסוטה, ערים תאומות. חלקים של עבודה זו בוצעו במתקן אפיון, מאוניברסיטת מינסוטה, חבר של רשת מתקני מחקר חומרים במימון NSF (www.mrfn.org) באמצעות תוכנית MRSEC. חלק על עבודה זו בוצעה במרכז ננו מינסוטה המקבלת תמיכה חלקית מן NSF באמצעות תוכנית NNCI.

זהירות: כמה כימיקלים המשמשים סינתזות אלה הם רעילים, דליק מאוד, ועלול לגרום לגירוי ונזק איברים חמור כשנוגעים בהם או בשאיפה. אנא ללבוש ציוד מגן אישי מתאים (PPE) בעת הטיפול. 1. הכנה של השכבה הראשונה של זהב (Au) Nanopillar מערכים (איור-ג 2a ואיור 2E-ז) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת נחושת (Cu) שכבות זרע עבור אלקטרוליטי Au (איור 2 א, ב ואיור 2e, ו) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש רקיק 4 &quot;סיליקון התנגדות גבוהה (Si). (התנגדות: 560 - 840 Ω · ס&quot;מ) כמו המצע רקיק Si הוא מסוממים N-סוג ומלוטש בצד אחד (איור 2 א, ה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את Si רקיק לתוך 2 ס&quot;מ × 2.5 ס&quot;מ חתיכות לשימוש מאוחר יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד כרום ננומטר 5 (Cr) שכבת על מדגם סי באמצעות תהליך אידוי אלומת אלקטרונים (E-beam) כנדבך הדבקה בין Si ו Cu. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד רובד Cu 10 ננומטר על גבי שכבת Cr הקיים באמצעותE-beam תהליך אידוי כמו שכבת זרע עבור אלקטרוליטי Au (איור 2b, ו). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Electroplating מערך nanopillar Au (איור 2 ג, ז) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דפוסי מערך nanopillar <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין מעיל photoresist על מדגם מוכן בסעיף 1.1 ב 2000 סל&quot;ד במשך 60 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אופים את המדגם על צלחת חמה ב 115 מעלות צלזיוס למשך 60 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף את photoresist תחת אולטרה סגול (UV) קלה (כוח של 2 ~ 15 mW / cm) עם photomask Cr המכיל אלפי דפוסים nanopillar עבור 22 s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיתוח עם יזם עבור 90 s עם תסיסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם יונים (DI) מים ולפוצץ-לייבש את המדגם עם רובה אוויר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Electroplating מערך nanopillar Au <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את החלק העליון של photoresist על המדגם עם אצטון כדי לחשוף את שכבת זרע Cu לחיבור האלקטרודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את סםple (שכבת זרע Cu) למסוף השלילי מטר מקור באמצעות מהדק חוט. במקרה זה, המדגם הוא האנודה במהלך תהליך אלקטרוליטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר חתיכת פלטינה (Pt) מצופה Si (באותו גודל כמו המדגם) להדק החיובי של מד המקור. Pt הוא הקתודה במהלך תהליך אלקטרוליטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול הוא קתודת Pt ו Cu לאנודה פתרון אלקטרוליטי Au. שמור את שתי אלקטרודות זה מול זה, תוך שמירת מרחק של ס&quot;מ 1 ~. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפעיל מונה מקור אספקת מתח קבוע של 1.12 V. Electroplate Au על המדגם עבור 8 דקות (שיעור בתצהיר: ~ 100 ננומטר / min). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די, ואחריו אצטון כדי להסיר את photoresist. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די שוב מכה-יבש עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את מערך nanopillar Au electroplated תחת מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את עובי של nanopillars Au עם profilometer (עוביAu nanopillars הוא ~ 800 ננומטר). הערה: הגדרת זרם קבועה יכולה לשמש גם כדי Electroplate nanopillars Au. בשני המתח הקבועים קופץ סט זרם קבוע, המתח הנוכחי והאידיאלי המשמש אלקטרוליטי Au יכול להיות מושגת על ידי ניסוי וטעייה. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. יצירת-פערים ננו בין Au Nanopillars (איור 2, ח) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסרת שכבות Cr ו Cu <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול מדגם etchant Cu עד שצבע Cu נעלם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-יבש עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את nanopillars Au תחת מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול מדגם etchant מסכת Cr עבור 10 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-יבש עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את nanopillars Au תחת מיקרוסקופ. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המצאה של תחמוצת אלומיניום בקנה מידה ננו (Al 2 O 3) פערים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחמם את צ&#39;אם המערכת תלדבער 200 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הדוגמה במרכז החדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבה למטה בתא ואקום ולהגדיר את מספר מחזור ל -100 (שיעור בתצהיר: ~ 1 / מחזור). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברצף ולחילופין הדופק trimethylaluminum (TMA) גז עם תקופת זמן של 0.015 ים ומים (H 2 O) אדי עם תקופת זמן של 0.015 שניות לתוך תא להפקיד באופן אחיד אל 2 O 3 שכבות על המדגם. פער הזמן בין דופק בכל הוא 5 ימים. הלחץ הקאמרי במהלך דופק TMA הוא 10 Torr והלחץ במהלך 2 H O אדי דופק הוא 2 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טהר ושואבים אבק הקאמרי בין כל מחזור של בתצהיר. הפקדה אל 2 O 3 עבור 100 מחזורים ולהוציא המדגם מהאולם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את עובי של 3 אלד אל 2 O באמצעות ellipsometer. </li></ol></li></ol> 3. הכנת את השכבה השנייה של סרט דק Au (איור 2i-l ואיור 2m-p) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת שכבות Cu זרע עבור אלקטרוליטי Au (איור 2i, מ &#39;) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הדוגמא במרכזו של בעל מדגם מאייד E-קורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את הסיבוב של המדגם בשנת המאייד-קרן E. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד רובד 5 ננומטר Cr על מדגם לפעול כנדבך הדבקה בין אל 2 O 3 ו Cu. השתמש תהליך אידוי קורה אלקטרוני ללא רוטציה מדגמת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפקדה של 10 ננומטר Cu על גבי שכבת Cr קיימת באמצעות תהליך אידוי הקורה אלקטרוני ללא רוטציה המדגם שכבת זרע עבור אלקטרוליטי Au. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Electroplating סרט Au הדק (איור 2J, n) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את המדגם (שכבת זרע Cu) למסוף השלילי של מד המקור באמצעות מהדק חוט. במקרה זה, המדגם הוא האנודה במהלך תהליך אלקטרוליטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר הקתודה Pt להדק החיובי של מד המקור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול הוא קתודת Pt ו Cu Anodדואר בפתרון אלקטרוליטי Au. שמור את שתי אלקטרודות זה מול זה, תוך שמירת מרחק של ס&quot;מ 1 ~. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מקור מטר ולהקים מתח קבוע של 1.35 V ו- Electroplate Au על המדגם במשך 16 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-יבש עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את Au electroplated ואת מערך nanopillar electroplated Au בעבר תחת מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את עובי של nanopillars Au עם profilometer (עובי של nanopillars Au הוא ~ 400 ננומטר). הערה: בדומה אלקטרוליטי Au בסעיף 1.2.2, הגדרת זרם קבועה יכולה לשמש גם כדי Electroplate Au סרט דק. בשני המתח הקבועים קופץ סט זרם קבוע, המתח הנוכחי והאידיאלי המשמש אלקטרוליטי Au יכול להיות מושגת על ידי ניסוי וטעייה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסרת שכבות Cr ו Cu (איור 2k, טו) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול מדגם etchant Cu עבור 10 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים דיד מכה-יבשה עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את nanopillars Au תחת מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול מדגם etchant מסכת Cr עבור 10 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-יבש עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את nanopillars Au תחת מיקרוסקופ. הערה: לחילופין, להטביע את המדגם בפתרון אלקטרוליטי Au שוב להפקיד שכבה נוספת של Au על גבי שכבת Au electroplated השני לאחר הסרת Cr ו Cu (שלב 3.3). שכבה נוספת Au זה מגדיל את העובי הכולל של שכבת Au השני ומבטיח קשר טוב בין שכבת Au ואת השכבה אל 2 O 3 (איור 2i, עמ &#39;). </li></ol></li></ol> 4. הגדרת SRR C-צורה (איור 2Q-ים ואיור 2U-w) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דפוסים SRR C-צורה (איור 2Q, u) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין מעיל photoresist על מדגם ב -2,000 סל&quot;ד במשך 60 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אופים את המדגם על צלחת חמה של 115 מעלות צלזיוס למשך 60 שניות. </li><li&gt; Expose photoresist תחת UV-אור (כוח של ~ 15 mW / cm 2) עם photomask Cr עבור 22 s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיתוח עם יזם עבור 90 s עם תסיסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-לייבש את המדגם עם רובה אוויר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת C-צורה בעזרת שהסיכויים (איור 2 יח &#39;, נ&#39; ואיור 2s, w) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף המדגם על בעל מדגם שסיכויים באמצעות קלטת מוליך דו צדדית Cu. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקרר את תא שהסיכויים עד 6 מעלות צלזיוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יון טחנת המדגם עם מתח הקורה של 300 וולט ו זרם הקורה של 125 מילי-אמפר עבור ~ 30 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את המדגם ולבדוק את nanopillars Au מחוץ בצורת C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 4.2.3 ו 4.2.4 אם Au עדיין גלוי מחוץ בצורת C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate המדגם אצטון כדי להסיר את photoresist. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-יבש עם רובה אוויר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את הדגימה תחת מיקרוסקופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 4.2.6 ו -4.2.7 אם photoresist לא יוסר לחלוטין. הערה: לחלופין, חל חמצן להתנגד ריכוך מדרגות אל photoresist לפני הסרת photoresist. עם זאת, אמבטיה sonication היא השיטה היעילה ביותר להסיר photoresist אם זה אפשרי. </li></ol></li></ol> הסרת 5. אל 2 O 3 עבור האוויר ננו-פערים (2t איור, x) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לצלול המדגם מימן פלואורי 5% פתרון (HF) במשך 5 דקות כדי להסיר אל 2 O 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים די ולפוצץ-יבש עם רובה אוויר. </li></ol>

<ol><li>Xu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+visible-infrared+metamaterials+and+their+applications+in+highly+sensitive+chemical+and+biological+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Flexible visible-infrared metamaterials and their applications in highly sensitive chemical and biological sensing.</a> Nano Lett. 11 (8), 3232-3238 (2011).</li>
<li>Singh, R., Cao, W., Al-Naib, I., Cong, L., Withayachumnankul, W., Zhang, W. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4895595?journalCode=apl">Ultrasensitive terahertz sensing with high-Q Fano resonances in metasurfaces.</a> Appl. Phys. Lett. 105 (17), 171101(2014).</li>
<li>Torun, H., Top, F. C., Dundar, G., Yalcinkaya, A. <a target="_blank" href="http://esaki.ee.boun.edu.tr/~torun/docs/torun_jap2014.pdf">An antenna-coupled split-ring resonator for biosensing.</a> J. Appl. Phys. 116 (12), 124701(2014).</li>
<li>Chen, T., Li, S., Sun, H. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/228071785_Metamaterials_Application_in_Sensing">Metamaterials application in sensing.</a> Sensors. 12 (3), 2742-2765 (2012).</li>
<li>Jaruwongrungsee, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705815022584">Microfluidic-based Split-Ring-Resonator Sensor for Real-time and Label-free Biosensing.</a> Procedia Eng. 120, 163-166 (2015).</li>
<li>Han, J., Lakhtakia, A. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/09500340802621785">Semiconductor split-ring resonators for thermally tunable terahertz metamaterials.</a> J. Mod. Optic. 56 (4), 554-557 (2009).</li>
<li>Melik, R., Unal, E., Perkgoz, N. K., Puttlitz, C., Demir, H. V. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3250175?journalCode=apl">Flexible metamaterials for wireless strain sensing.</a> Appl. Phys. Lett. 95 (18), 181105(2009).</li>
<li>Naqui, J., Durán-Sindreu, M., Martín, F. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3478810/">Alignment and position sensors based on split ring resonators.</a> Sensors. 12 (9), 11790-11797 (2012).</li>
<li>Chiam, S., Singh, R., Gu, J., Han, J., Zhang, W., Bettiol, A. A. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.3079419?journalCode=apl">Increased frequency shifts in high aspect ratio terahertz split ring resonators.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (6), 064102(2009).</li>
<li>Gil, I., et al. <a target="_blank" href="http://ieeexplore.ieee.org/document/1344892/">Varactor-loaded split ring resonators for tunable notch filters at microwave frequencies.</a> Electron. Lett. 40 (21), 1347-1348 (2004).</li>
<li>Driscoll, T., et al. <a target="_blank" href="http://infrared.ucsd.edu/basov_pubs/Driscoll_APL91_062511_2007.pdf">Tuned permeability in terahertz split-ring resonators for devices and sensors.</a> Appl. Phys. Lett. 91 (6), 062511(2007).</li>
<li>Liu, C., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201600196/abstract">Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials.</a> Adv. Opt. Mater. 4 (8), 1302-1309 (2016).</li>
<li>Huang, M., Zhao, F., Cheng, Y., Xu, N., Xu, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+area+uniform+nanostructures+fabricated+by+direct+femtosecond+laser+ablation%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Large area uniform nanostructures fabricated by direct femtosecond laser ablation.</a> Opt. Express. 16 (23), 19354-19365 (2008).</li>
<li>Broers, A., Molzen, W., Cuomo, J., Wittels, N. <a target="_blank" href="http://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.89155">Electron-beam fabrication of 80-Å metal structures.</a> Appl. Phys. Lett. 29 (9), 596-598 (1976).</li>
<li>Isaacson, M., Muray, A. <a target="_blank" href="http://avs.scitation.org/doi/abs/10.1116/1.571180">Insitu vaporization of very low molecular weight resists using 1/2 nm diameter electron beams.</a> J. Vac. Sci. Technol. 19 (4), 1117-1120 (1981).</li>
<li>Yang, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://avs.scitation.org/doi/abs/10.1116/1.3253652?journalCode=jvn">Understanding of hydrogen silsesquioxane electron resist for sub-5-nm-half-pitch lithography.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 27 (6), 2622-2627 (2009).</li>
<li>Duan, H., Yang, J. K., Berggren, K. K. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201100892/abstract">Controlled Collapse of High-Aspect-Ratio Nanostructures.</a> Small. 7 (18), 2661-2668 (2011).</li>
<li>Cord, B., et al. <a target="_blank" href="http://avs.scitation.org/doi/abs/10.1116/1.3253603?journalCode=jvn">Limiting factors in sub-10nm scanning-electron-beam lithography.</a> J. Vac. Sci. Technol. B. 27 (6), 2616-2621 (2009).</li>
<li>Manfrinato, V. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolution+limits+of+electron-beam+lithography+toward+the+atomic+scale%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Resolution limits of electron-beam lithography toward the atomic scale.</a> Nano Lett. 13 (4), 1555-1558 (2013).</li>
<li>Ashraf, M., Sreenath, A., Chollet, F. <a target="_blank" href="http://spie.org/newsroom/0670-low-cost-mould-for-nano-imprinting-uses-monolayer-of-self-organized-nanospheres">Low-cost mould for nano-imprinting uses monolayer of self-organized nanospheres.</a> SPIE Newsroom. , (2007).</li>
<li>Hu, T., Gao, Y., Wang, Z., Tang, Z. <a target="_blank" href="http://link.springer.com/article/10.1007/s11467-009-0066-y">One-dimensional self-assembly of inorganic nanoparticles.</a> Front. Phys. China. 4, 487-496 (2009).</li>
<li>Kitching, H., Shiers, M. J., Kenyon, A. J., Parkin, I. P. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ta/c3ta00089c#!divAbstract">Self-assembly of metallic nanoparticles into one dimensional arrays.</a> J. Mater. Chem. A. 1 (24), 6985-6999 (2013).</li>
<li>Klinkova, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+and+optical+properties+of+self-assembled+chains+of+plasmonic+nanocubes%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Structural and optical properties of self-assembled chains of plasmonic nanocubes.</a> Nano Lett. 14 (11), 6314-6321 (2014).</li>
<li>Caswell, K., Wilson, J. N., Bunz, U. H., Murphy, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preferential+end-to-end+assembly+of+gold+nanorods+by+biotin-streptavidin+connectors%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Preferential end-to-end assembly of gold nanorods by biotin-streptavidin connectors.</a> J. Am. Chem. Soc. 125 (46), 13914-13915 (2003).</li>
<li>Liu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Step-growth+polymerization+of+inorganic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Step-growth polymerization of inorganic nanoparticles.</a> Science. 329 (5988), 197-200 (2010).</li>
<li>Nie, Z., Fava, D., Kumacheva, E., Zou, S., Walker, G. C., Rubinstein, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+metal-polymer+analogues+of+amphiphilic+triblock+copolymers%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of metal-polymer analogues of amphiphilic triblock copolymers.</a> Nat. Mater. 6 (8), 609-614 (2007).</li>
<li>Chen, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+layer+lithography+of+wafer-scale+nanogap+arrays+for+extreme+confinement+of+electromagnetic+waves%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Commun%22%5BJournal%5D)">Atomic layer lithography of wafer-scale nanogap arrays for extreme confinement of electromagnetic waves.</a> Nat. Commun. 4 (2361), (2013).</li>
<li>Nam, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-10-nm+nanochannels+by+self-sealing+and+self-limiting+atomic+layer+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Sub-10-nm nanochannels by self-sealing and self-limiting atomic layer deposition.</a> Nano Lett. 10 (9), 3324-3329 (2010).</li>
</ol>

החוקרים אין לי מה לחשוף.

יש טכניקת ייצור זו יתרונות משמעותיים ליצירת מבנים בקנה מידה ננו פני שיטות קיימות כגון ליתוגרפיה E-הקורה הרכבה עצמית. ראשית, מבנים בקנה מידה ננו יכול להתממש על פני שטח גדול (רקיק כולו) באמצעות photomask כי תכונות מערכים nanopillar, אשר אינה מעשית עם תהליך ליתוגרפיה E-הקורה. שנית, תהליך הייצור משתמש בתהליך ייצור מייקרו מסורתי רקיק מידה גדול, וזה הרבה יותר מהר, פשוט יותר, זול יותר לעומת ליתוגרפיה E-קורה. שלישית, בקנה המידה האטומה פערי ננו ניתן ליצור בקלות על ידי תהליך ילד עם גדלי תכו...

Terahertz (THz) metamaterials (MMS) פותחה עבור חיישנים ביו ותדירות-זריזה התקנים 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11. על מנת לשפר את הסלקטיביות הרגישות ותדירויות חיישני MM THz, מהוד טבעת פיצול מבוסס nanopillar (SRR) תוכנן באמצעות זרם העתק שנוצר בתוך זהב (Au) מערכי nanopillar לרגש תהודות THz עם גורמי איכות גבוהה במיוחד ( Q-גורמים) (~ 450) (איור 1) 12. למרות SRRs מבוסס nanopillar להראות ש-גורמים גבוהים ויכול חישה מבטיחה, ייצור של nanostructur כזהes עם היבט ratios גבוהה (יותר מ -40) ופערים בקנה מידה ננו (ננומטר תת-10) על פני שטח גדול נשאר 13 מאתגר. הטכניקה הנפוצה ביותר לפברק מבנים ננו בקנה מידה היא ליתוגרפיה אלומת אלקטרונים (EBL) 14, 15, 16, 17. עם זאת, ההחלטה של EBL עדיין מוגבלת בשל גודל נקודת קרן, פיזור אלקטרונים, מאפיינים של להתנגד, ואת תהליך הפיתוח 18, 19. בנוסף, אין זה מעשי לפברק ננו באמצעות EBL על פני שטח גדול עקב זמן תהליך איטי תהליך גדול עולה 20. אסטרטגיה נוספת להשיג ננו הוא להשתמש בשיטת ההרכבה העצמית 21, 22. על ידי nanocubes מתכת הרכבה עצמית (NCS) בתמיסה ו utilizing האינטראקציה אלקטרוסטטי איגוד הליגנדים פולימר בין NCS, מערך NC חד ממדית מאורגן היטב עם פערים בקנה מידה ננו יכולה להיות מושגת 23. גודל ננו-הפער תלוי הליגנדים הפולימר בין NCS וניתן לשלוט על ידי יישום חומרים פולימריים שונים עם משקולות מולקולריות שונות 24, 25, 26. הרכבה עצמית הנה טכניקה להשגת 23 ננו מדרגים וחסכוניים. עם זאת, תהליך הייצור מורכב יותר לעומת תהליכי ייצור מייקרו וננו קונבנציונליים, ואת השליטה בגדלי ננו-פער אינה מדויקת מספיק עבור יישומי מכשיר אלקטרוניים. כדי לפברק בהצלחה מבוססת nanopillar SRRs, שיטת ייצור רומן צריכה להיות הומצאה כדי להשיג את המטרות הבאות: א) תהליך הייצור קל ליישום והוא תואם עם אמנהתהליכים מיקרו וננו אל המצאה; ii) תיצור על פני שטח גדול הוא ישים; iii) בגדלים ננו-הפער ניתן בקלות ובדייקנות נשלט עם רזולוציה 0.1 ננומטר, וניתן לשנותם עד 10 ננומטר או פחות. שיטת ייצור רומן מודגמת באמצעות שילוב של תהליך אלקטרוליטי וכן בתצהיר שכבה אטומי (ALD) תהליך לפברק SRRs מבוסס nanopillar. מאז אלקטרוליטי הוא תהליך מילוי עצמי עם עלות נמוכה, קל לפברק מבנים על פני שטח גדול. תלד הוא שיקוע כימי (CVD) בתהליך זה ניתן לשלוט באופן מדויק על ידי מחזור התגובה תוך כדי התהליך. הרזולוציה של סרט דק ילד יכולה להיות 0.1 ננומטר, ואת הסרט הדק מצופה באופן אחיד עם איכות גבוהה, אשר מתאים ליצור פערים ננו בהיקף 27, 28. Nanopillar מבוסס מערך SRR עם 10 פערים ננומטר או פחות יכול להיות מפוברק בהצלחה על פני שטח של 6 מ&quot;מ × 6 מ&quot;מ. שניהם simulated ומדד ספקטרום שידור THz להראות התנהגויות תהודה עם אולטרה-גבוה Q-גורם במשמרות תדירויות גדולות, אשר מוכיח את הכדאיות של SRRs מבוסס nanopillar בתיווך זרם העתק. תהליך הייצור המפורט מתואר להלן בסעיף הפרוטוקול, ואת פרוטוקול הווידאו יכול לעזור למתרגלים להבין את תהליך הייצור ולמנוע טעויות נפוצות הקשורות הייצור של SRRs מבוסס nanopillar.

<table><tbody><tr><td>פרוסת סיליקון</td><td>Siltronic AG</td><td>N/A</td><td>קוטר 100 מ"מ, סוג N, ליטוש צד אחד, גמישות: 560-840 ואומגה; ושור; חברת ס"מ</td></tr><tr><td>כרום</td><td>קורט ג'יי לסקר</td><td>EVMCR35J</td><td>99.95%</td></tr><tr><td>נחושת</td> טהורה <td>חברת קורט ג'יי לסקר</td><td>EVMCU40QXQJ</td><td>99.99%</td></tr><tr><td>מערכת מאייד E-Beam</td> טהורה <td>Rocky Mountain Vacuum Tech.</td><td>N / A</td><td>RME-2000</td></tr><tr><td>S1813 חיובי Photoresist</td><td>Microposit</td><td>10018348</td><td>ספינר N / A</td></tr><tr><td>הכלים</td><td>הטובים ביותר</td><td>S0114031123</td><td>SMART COATER 100</td></tr><tr><td>מיישר מסכות</td><td>Midas</td><td>MDA-400LJ</td><td>N / A</td></tr><tr><td>פלטה חמה דיגיטלית</td><td>Thermo Scientific</td><td>HP131725</td><td>סדרת Super-Nuvoa, טמפרטורה מקסימלית: 370 & deg; C</td></tr><tr><td>MF319 מפתח</td><td>Microposit</td><td>10018042</td><td>N/A</td></tr><tr><td>אצטון</td><td>פישר כימיקל</td><td>A18P-4</td><td>N/A</td></tr><tr><td>איזופרופיל אלכוהול</td><td>פישר כימיקל</td><td>A416-4</td><td>N/A</td></tr><tr><td>זהב 25 ES RTU</td><td>Technic Inc.</td><td>391427</td><td>מד</td></tr><tr><td>מקור</td> N/A <td>Keithley</td><td>N/A</td><td>2612 System SourceMeter</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ</td><td>Omax</td><td>NJF-120A</td><td>N/A</td></tr><tr><td>Profilometer</td><td>Tencor Instruments</td><td>N/A</td><td>Alpha-Step 200</td></tr><tr><td>APS Copper Etchant 100</td><td>Transfene Company, Inc.</td><td>N/</td><td>A N/A</td></tr><tr><td>CE-5 M מסכת כרום Etchant</td><td>Transfene Company, Inc.</td><td>N/A</td><td>N/</td></tr><tr><td>A מערכת תצהיר שכבה אטומית</td><td>קיימברידג' ננו טק בע"מ.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>מערכת תחריט טחנת יונים</td> מסדרת N / A <td>סוואנה Intlvac סרט דק</td><td>N / A</td><td>סדרת Nanoquest</td></tr><tr><td>מנקה אולטרסאונד</td> סמל <td>אולטרסאונד</td><td>סדרת N / A</td><td>סדרת Powersonic</td></tr><tr><td>חומצה הידרופלואורית</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>244279</td><td>מדולל ל 5%</td></tr> <tr><td>פליטת שדה אקדח סריקת אלקטרונים מיקרוסקופ</td><td>ג'אול בע"מ</td><td></td><td>סדרת JEOL 6700</td></tr></tbody></table>

המצאה של מהודי טבעת פיצול nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב metamaterials terahertz

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Terahertz (THz) מהוד טבעת פיצול (SRR) metamaterials (MMS) נחקר במשך גז, כימיקלים, ויישומים חישה וביומולקולרית משום SRR אינו מושפע מאפיינים סביבתיים כגון הטמפרטורה והלחץ שמסביב מהוד. קרינה אלקטרומגנטית בתדרי THz היא ביולוגית, המהווה תנאי קריטי במיוחד עבור היישום של חישת biomolecular. עם זאת, גורם האיכות (Q פקטור) ותגובות תדירות מהוד טבעת פיצול מסורתי המבוסס סרט דק (SRR) MMS נמוכים מאוד, אשר מגביל רגישויות שלהם סלקטיביות כמו חיישנים. בעבודה זו, MMS SRR מבוסס nanopillar רומן, ניצול זרם העתק, נועד לשפר את Q הפקטור עד 450, הנמצא כ 45 פעמים גבוהות יותר מזה של MMS מבוסס סרט דק מסורתי. בנוסף Q הפקטור המשופר, MMS מבוסס nanopillar לגרום משמרות בתדירות גדולות יותר (17 פעמים לעומת המשמרת שהשיגה המסורתMMS סרט דק מבוסס אל). בגלל ש-גורמים במשמרות תדירות משופרת באופן משמעותי כמו גם את רכושם של קרינה ביולוגית, את SRR מבוססי nanopillar THz MMS הם אידיאליים לפיתוח חיישנים וביומולקולרית ברגישות סלקטיביות גבוהה ללא גרימת נזק או עיוות biomaterials. תהליך ייצור רומן הודגם לבנות את SRRs מבוסס nanopillar עבור MMS THz עקירה נוכחית בתיווך. תהליך אלקטרוליטי שני שלבים זהב (Au) וכן בתצהיר שכבה אטומית (ALD) תהליך המשמשים ליצירת פערים בקנה מידה תת-10 ננומטר בין nanopillars Au. מאחר שתהליך ALD הוא תהליך ציפוי קונפורמי, תחמוצת אלומיניום אחידה (Al 2 O 3) שכבה עם עובי בקנה מידה ננומטרי יכול להיות מושגת. על ידי ברצף אלקטרוליטי עוד סרט Au דק כדי למלא את החללים בין אל 2 O 3 ו- Au, מבנה Au-אל 2 וגדוש קרוב O 3 -Au עם בקנה מידה ננו אל 2 O 3 הפערים יכולים להיותמְפוּבּרָק. גודלו של-פערי ננו יכול להיות מוגדר היטב על ידי דווקא שליטת המחזורים בתצהיר של התהליך ילד, אשר יש דיוק של 0.1 ננומטר.

<html> תוכניות ייצור להראות כל שלב (-x איור 2 א). התמונות אופטי (איור 2Y-AC) ו מיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) תמונות (איור 2ad-AG) נאספו עבור SRRs מבוססי nanopillar ב צעדים בדיה שונים. אנימציות (איור 2 א-ג) להמחיש את השכבה הראשונה של nanopillars Au electroplated והרובד השני של סרטים Au electroplated וכן ננו-הפערים שנוצרו ביניהם. איור 2 מציג את ערכת החתך של SRRs מבוס...

פרוטוקול עבור בעיצוב הייצור של מהוד טבעת פיצול מבוסס nanopillar רומן (SRR) מוצג.

המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...

פרוטוקול זה משתמש בשיטות של ציפוי חשמלי בזהב ושיקוע שכבות אטומיות ליצירת חומרי מטא של רזונטורי טבעות חצויות מבוססי ננו-עמודים עם מרווחים בקנה מידה ננומטרי. כל רזונטור טבעת חצוי המיוצר מורכב מאלפי ננו-עמודים של זהב ומופעל על ידי זרם דחיקה לאורך הננו-מרווחים ביניהם, המעורר תהודות בתדר טרה-הרץ. עוצמתו של זרם הדחיקה פרופורציונלית לגודל הננו-מרווחים.ניתן לכוונן את גודל הננו-מרווחים (nanogaps) על ידי שינוי מספר המחזורים של תהליך שיקוע השכבות האטומיות, דבר הגורם לשינויים בתדרי התהודה ובאמפליטודה. ניתן להשיג מקדם איכות משופר של כ-450, הגבוה פי 40 ממקדם האיכות של 11 שניתן להשיג באמצעות רזונטורי טבעות חצויות (split ring resonators) משכבה דקה. כמו כן, ניתן להבחין בהסטת תדר הגדולה פי 17 מזו של רזונטורים המבוססים על שכבה דקה.ספקטרומי התמסורות, הן המדודים והן המסומולצים, מדגימים כי חומרי-מטא המבוססים על ננו-עמודים הם מועמדים אידיאליים לחיישנים בעלי רגישות גבוהה ולהתקני טרה-הרץ בעלי גמישות תדרית. תוצאות אנליטיות ממיקרוסקופיה אלקטרונית סורקת מראות את הרזונטור של טבעת חצויה המבוסס על ננו-עמודים שיוצר, שני ננו-עמודים סמוכים מזהב, וכן את המרווחים של 10 nanometer של אלומיניום אוקסיד ביניהם. רזונטורים חצויים המבוססים על ננו-עמודים מכילים ננו-עמודים מזהב ומרווח של 10 nanometer של אלומיניום אוקסיד.מבנה ז

fabrication-nanopillar-based-split-ring-resonators-for-displacement

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מתארים את השימוש בטכניקת לייזר פחמן דו חמצני reflow לייצר חללים סיליקה התהודה, כולל חופשית עומד microspheres ועל שבב microtoroids. שיטת reflow מסיר פגמים על פני השטח, מה שמאפשר חיים ארוכים פוטון בתוך המכשירים. המכשירים וכתוצאה מכך יש אולטרה גורמים באיכות גבוהה, מה שמאפשר יישומים החל התקשורת כדי biodetection.

ייצור של אולטרה סיליקה Microresonators באיכות גבוהה פקטור

Metamaterials בתדרי terahertz להציע הזדמנויות ייחודיות, אבל הם מאתגרים לפברק בתפזורת. אנחנו מתאימים את הליך הייצור לסיבים אופטיים פולימר microstructured בזול כדי להמציא metamaterials פוטנציאל בקנה מידה תעשייתי. אנו מייצרים סיבי polymethylmethacrylate המכילים ~ 10 חוטי אינדיום קוטר מיקרומטר מופרדים על ידי ~ 100 מיקרומטר, שמציג תגובת plasmonic terahertz.

Metamaterials בודה בשיטת ציור הסיבים

פרוטוקול זה מתאר את הסימולציה, הייצור והאפיון של בולמי metamaterial THz. בולמים כאלה, כאשר יחד עם חיישן מתאים, יש יישומים בTHz הדמיה וספקטרוסקופיה.

סימולציה, ייצור ואפיון של בולמי metamaterial THz

אנו מתארים שיטות לעיצוב, הייצור, והאפיון ניסיוני של פולטי photoconductive plasmonic, אשר מציעים שני סדרי גודל רמות העצמה גבוהות יותר בהשוואה לterahertz emitters photoconductive קונבנציונלי.

עיצוב, ייצור, וניסויית אפיון של פולטי Terahertz פוטו Plasmonic

טכניקת התייחסות אינטרפרומטר, שנועד להסיר רעש להתעצבן לייזר רצוי לnanodetection, הוא מנוצל לחיטוט microcavity גורם איכות גבוהה במיוחד. הוראות להרכבה, התקנה, ורכישת נתונים מסופקות, לצד תהליך המדידה לציון גורם איכות החלל.

יישום של אינטרפרומטר הפניה לNanodetection

תהודת מיקרוגל מוליכים הם עניין לגילוי ואפיון חומרי יישומי מחשוב אור, קוונטים. עבודה זו מציגה נוהל מפורט ייצור ואפיון פרמטרי פיזור מהוד מיקרוגל מוליכים.

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

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

פרוטוקולים לסינתזה של microspheres מפולימרים, מניפולציה של microspheres, ומדידות photoluminesencence מיקרו מוצגים.

ייצור של פולימרים microspheres עבור מהוד אופטי ויישומי לייזר

פולימרים המיוצרים כתוספים נמצאים בשימוש נרחב לייצור מטא-חומרים אלסטיים. עם זאת, ההתנהגות הוויסקו-אלסטית של פולימרים אלה בתדרים על-קוליים עדיין נחקרה בצורה גרועה. מחקר זה מדווח על פרוטוקול להערכת התכונות הוויסקו-אלסטיות של פולימרים שהודפסו בתלת-ממד ומראה כיצד להשתמש בהם כדי לנתח את הדינמיקה המטא-חומרית.

אפיון מטא-חומרים אלסטיים מפזרים המיוצרים על ידי ייצור תוספים 

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

למדו לייצר מהודי טבעת פיצול מבוססי ננו-עמודים בזהב ליישומי טרה-הרץ. השיטה משתמשת בציפוי חשמלי ובאטומי לייר דפוזיציה ליצירת מרווחים ננומטריים המשפרים את תדרי התהודה והאיכות.

המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz

גלה סרטונים נוספים