Fabbricazione di matrici Nanocup oro periodica mediante Litografia colloidale

Sommario

Dimostriamo la realizzazione di matrici periodiche nanocup oro utilizzando tecniche litografiche colloidale e discutere l'importanza di nanoplasmonic film.

Abstract

In anni recenti, il campo di plasmonica è esploso come i ricercatori hanno dimostrato interessanti applicazioni legate alla chimica e optical sensing in combinazione con nuove tecniche di nanofabbricazione. Un plasmon è un quantum di oscillazione di densità di carica che presta su scala nanometrica metalli come oro e argento proprietà ottiche uniche. In particolare, nanoparticelle di oro e argento presentano oscillazioni di densità di carica di risonanze-collettivo plasmonica di superficie localizzata sulla superficie del componente nanoparticella dello spettro visibile. Qui, ci concentriamo sulla fabbricazione di matrici periodiche di Nanostrutture plasmoniche anisotropo. Queste strutture semiguscio (o nanocup) possono esibire ulteriore unica luce-piegatura e polarizzazione dipendente dalla proprietà ottiche non è che semplice nanostrutture isotropo. I ricercatori sono interessati nella fabbricazione di matrici periodiche di nanocups per una vasta gamma di applicazioni quali dispositivi ottici a basso costo, Superficie-enhanced Raman scattering e indicazione di manomissione. Presentiamo una tecnica scalabile basata su Litografia colloidale in cui è possibile facilmente fabbricare grandi array periodico di nanocups tramite rivestimento per rotazione e self-assembled nanosfere polimeriche disponibili in commercio. La microscopia elettronica e spettroscopia ottica dal visibile all'infrarosso (vicino-IR) è stato effettuato per confermare il successo nanocup fabbricazione. Concludiamo con una dimostrazione del trasferimento di nanocups ad una pellicola adesiva flessibile, conformal.

Introduzione

L'emergere di plasmonica in combinazione con migliorata nanofabbricazione e tecniche di sintesi hanno portato su una vasta gamma di entusiasmanti tecnologie come Sub-diffrazione limitata i circuiti, migliorata individuazione di prodotti chimici e^{di telerilevamento ottico 1 ,2,3}. In questo protocollo, dimostriamo una tecnica relativamente a basso costo e scalabile in grado di fabbricare nanostrutturata plasmoniche substrati utilizzando nanosfere polimeriche commercialmente disponibili e un passo di acquaforte seguita dalla deposizione dei metalli. A differenza di altre tecnic....

Protocollo

1. preparazione dei materiali

1. inserire diversi wafer di silicio di 2 pollici in un vettore di quarzo per la pulizia e caricare i wafer di silicio nel plasma etching sistema. Svuotamento della camera del vuoto fino a raggiungere almeno 75 mTorr. Questo potrebbe richiedere alcuni minuti.
2. Per avviare il flusso di gas di O ₂ (30 sccm) e consentire la pressione si stabilizzi. Impostare il tempo di etch a 15 min. Una volta che la pressione dell'alloggiamento ha stabilizzato avviare il plasma di radiofrequenza (RF) 13,56 MHz 250 W.
   Nota: Questo passaggio pulisce i wafer di silicio di qualsiasi organico contamina e functionalizes la supe....

Risultati

Nanocups d'oro sono state preparate utilizzando 170 nm di diametro con nanosfere di polistirolo. Dopo ricottura per 2 min a 107 ° C e incisione con un 75 W, 20 sccm O₂ plasma per 165 s, la pellicola risultante è stata caratterizzata mediante SEM (Figura 1). Per valutare la qualità del film spin-casted, ottica microscopia-in aggiunta alla ispezione visiva-maggio essere utilizzato (Figura 2). I film di alta qualità devon.......

Discussione

Questo protocollo viene illustrata una tecnica efficiente e a basso costo per la realizzazione di matrici periodiche di plasmonici nanocups oro. Questa tecnica è particolarmente vantaggiosa perché evita seriali processi top-down come Litografia a fascio di elettroni o fascio ionico focalizzato di fresatura. La tecnica presentata mostra che commercialmente disponibili nanosfere polimeriche auto-montabile in modo semplice per servire come un modello di dimensioni nano per l'ulteriore elaborazione.

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Microsfere di polistirene	Bangs Laboratories, Inc.	PS02N	170 nm – 580 nm di diametro
Wafer di silicio	El-CAT, Inc.	3489	300 mm di spessore, un lato lucidato [100]
Nastro adesivo	3M	Scotch 600
Spin coater	Laurell	WS-650-23B
Incisore al plasma	Nordson March	AP-600
Microspettrofotometro	CRAIC	380-PV
Sonicatore	VWR	97043-932
Fiale a scintillazione	Wheaton	986734
Filtro per siringa da 5 um	Millex	SLSV025LS
Ossigeno gassoso	Oxarc	PO249	Grado industriale Purezza del 99,5%
Pompa a vuoto	Kurt J. Lesker	Edwards 28
Siringhe monouso	Air Tite Products Co.	14-817-25	Capacità 1 mL
Acqua	Sigma-Aldrich	W4502