La fabbricazione di elettricamente indirizzabili,-aspect-ratio elevato (> 1000:1) nanofili metallici separati da spazi vuoti delle singole nanometri utilizzando sia strati sacrificali di alluminio e argento o monostrati auto-assemblati come modelli è descritta. Queste strutture nanogap sono fabbricati senza una camera pulita o una foto-o fasci elettronici litografiche processi da una forma di spigolo litografia conosciuta come nanoskiving.
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Articolo metodologico
Realizzazione nanogap da Nanoskiving
In questo articolo
Sommario
Abstract
Ci sono diversi metodi di fabbricazione nanogap con spaziature controllati, ma il controllo preciso della spaziatura sub-nanometrica tra due elettrodi-e che li generano in pratiche quantità-è ancora impegnativo. La preparazione di elettrodi nanogap utilizzando nanoskiving, che è una forma di litografia bordo, è un veloce, tecnica semplice e potente. Questo metodo è un processo interamente meccanico che non include alcuna foto-litografiche o passi a fascio elettronico e non richiede particolari attrezzature o infrastrutture come camere bianche. Nanoskiving viene utilizzato per fabbricare nanogap elettricamente indirizzabili con controllo su tre dimensioni, il lato minore di queste strutture è definita dallo spessore dello strato sacrificale (Al o Ag) o monostrati auto-assemblati. Questi cavi possono essere posizionati manualmente trasportandoli sulle gocce d'acqua e sono direttamente elettricamente indirizzabili; non sono necessarie ulteriori litografia per collegarli ad unelettrometro.
Introduzione
Questo articolo descrive la realizzazione di elettricamente indirizzabili,-aspect-alto rapporto nanofili d'oro separate da spazi vuoti delle singole nanometri utilizzando sottovuoto depositato alluminio e argento come sacrificali strati spaziatori per le lacune> 5 nm e monostrati auto-assemblati (SAM) di alkanedithiols per lacune piccole come 1,7 nm. Abbiamo inventato queste nanostrutture senza una camera pulita o eventuali processi fotolitografici sezionando strutture sandwich di oro separati da un distanziatore sacrificale utilizzando un ultramicrotomo, una forma di spigolo litografia noto come nanoskiving. 1-3 Questo metodo è una combinazione della ....
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Protocollo
1. Preparazione di un blocco per il sezionamento
- Trattare un tecnico di livello 3 "wafer di silicio in un plasma un'aria più pulita in 30 sec e poi esporlo a (tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydrooctyl) vapore trichlorosilane per un'ora. Nota: Questo passaggio è necessario prima passo 1.4 per impedire la resina epossidica aderisca al wafer di silicio.
- Depositare uno strato di oro (generalmente 100 nm di spessore, che definisce la larghezza dei fili) attraverso una matrice di Teflon (che definisce la lunghezza dei fili risultanti, 0,5 mm, 1 mm o 1,5 mm) sul silicio pre-trattato wafer.
- Coprire l'intero wafer con ....
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Risultati
Abbiamo preparato strutture nanogap incorporando due strati sacrificali metallici come il distanziatore: alluminio e argento. Noi acidato questi strati per ottenere lacune del desiderato spessori. Come descritto nella sezione Protocollo, dopo il sezionamento abbiamo esposto le strutture contenenti argento al plasma di ossigeno, e quelli contenenti alluminio per acquoso HCl. Figura 2 mostra la scansione al microscopio elettronico (SEM) dei nanofili risultanti con separazione su scala nanometrica. In entr.......
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Discussione
In questo lavoro abbiamo dimostrato la fabbricazione di strutture nanogap utilizzando nanoskiving. Questo metodo sperimentalmente semplice consente la produzione di nanostrutture al ritmo di circa uno al secondo, con controllo su tutte e tre le dimensioni. Il divario di dimensioni è definita da incorporare entrambi gli strati sacrificali di alluminio e argento o monostrati auto-assemblati di ditioli (che offre una risoluzione piccolo come una). Le nanostrutture possono essere posizionati a mano su qualsiasi substrato ar.......
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Dichiarazioni
Nessun conflitto di interessi dichiarati.
Ringraziamenti
Questo lavoro è parte del programma Solar comune (JSP) di Hyet solare e la Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie FOM, che fa parte dei Paesi Bassi Organizzazione per la ricerca scientifica (NWO).
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Reagent/Material | |||
| Epofix resina epossidica | Microscopia elettronica | 1232 | |
| Sciences | |||
| Gold Schone Edelmetaal B.V | |||
| Alluminio | Umicore Materials AG | ||
| Umicore Materials AG | |||
| ( tridecafluoro-1,1,2,2, | ABCR GmbH co. KG | 78560-45-9 | |
| -tetraidroottil) | |||
| triclorosilano | |||
| ,12-dodecanedithiolo | Sintetizzato | secondo: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,14-tetradecanedithiol | sintetizzato in casa | Secondo: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006 | |
| ),16-esadecaneditiolo | sintetizzato in casa | Secondo: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| Equipment | |||
| Sistema di deposizione termica | costruito | ||
| Ultramicrotome | Leica Microsystems | ||
| Coltello Dimanod ultra 35 | Diatome | DU3540 | |
| Coltello Dimanod ultra 45 | Scimed GMBH | ||
| Microscopio elettronico a scansione | JOEL | ||
| Misuratore di sorgente | Keithley | ||
| Tabella 1. Tabelle dei Reagenti Specifici e delle Attrezzature. |
Riferimenti
- Lipomi, D. J., Martinez, R. V., Whitesides, G. M. Use of thin sectioning (nanoskiving) to fabricate nanostructures for electronic and optical applications. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (37), 8566-8583 (2011).
- Xu, Q., Rioux, R. M., Dickey, M. D., Whitesides, G. M.
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Ristampe e permessi
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