Due tecniche di fabbricazione, il decollo e l'incisione a umido, sono descritte nella produzione di trasduttori di elettrodi interdigitali su un substrato piezoelettrico, il litio niobate, ampiamente usato per generare onde acustiche superficiali che ora trovano un'ampia utilità nei fluidici micro-nanoscala. Gli elettrodi prodotti sono mostrati per indurre in modo efficiente onde acustiche della superficie di Rayleigh ordine megahertz.
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Articolo metodologico
Fabbricazione di dispositivi a onde acustiche superficiali su Liithium Niobate
In questo articolo
Sommario
Abstract
La manipolazione di fluidi e particelle mediante azionamento acustico su piccola scala sta aiutando la rapida crescita di applicazioni lab-on-a-chip. I dispositivi di onde acustiche (SAW) di ordine megahertz generano enormi accelerazioni sulla loro superficie, fino a 108 m/s2, a loro volta responsabili di molti degli effetti osservati che sono venuti a definire acoustofluidici: streaming acustico e forze di radiazione acustica. Questi effetti sono stati utilizzati per la movimentazione di particelle, cellule e fluidi su microscala, e anche su scala nanometrica. In questo articolo dimostriamo esplicitamente due principali metodi di fabbricazione dei dispositivi SAW su litio niobate: i dettagli delle tecniche di decollo e incisione a umido sono descritti passo dopo passo. I risultati rappresentativi per il modello di elettrodo depositato sul substrato e le prestazioni di SAW generate sulla superficie vengono visualizzati in dettaglio. Sono coperti anche i trucchi di fabbricazione e la risoluzione dei problemi. Questa procedura offre un protocollo pratico per la fabbricazione e l'integrazione di dispositivi SAW ad alta frequenza per future applicazioni microfluidiciche.
Introduzione
Basandosi sul noto effetto piezoelettrico inverso, dove i dipoli atomici creano ceppo corrispondente all'applicazione di un campo elettrico, cristalli piezoelettrici come il litio niobate LiNbO3 (LN), litio tantalite LiTaO3 (LT), possono essere utilizzati come trasduttori elettromeccanici per generare SAW per applicazioni di microscala1,2,3,4,5,6. Permettendo la generazione di spostamenti fino a 1 nm a 10-1000 MHz, la vibrazione guidata da SAW supera ....
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Protocollo
1. Fabbricazione del dispositivo SAW tramite il metodo di decollo
- Eseguire la pulizia del solvente di wafer in una struttura di classe 100 camera pulita immergendo il wafer LN 4" (101,6 mm) in acetone, seguito da alcool isopropile (IPA),2quindi divinizzato acqua (acqua DI), ciascuno in un bagno di sonicazione per 5 minuti.
AVVISO: Eseguire le immersioni di acetone e IPA in una cappa di fumi. Evitare l'inalazione e il contatto cutaneo con IPA. Evitare il contatto con la pelle e gli occhi con l'acetone. Non ingoiare.
NOTA: Non permettere che il fluido evapora sul wafer; se ci sono polvere o detriti sulla superficie, ricominciare da un passo av....
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Risultati
L'IDT da misurare è progettato per avere una frequenza di risonanza a 100 MHz, in quanto la larghezza del dito e la spaziatura tra di essi sono di 10 m, producendo una lunghezza d'onda di 40 m. Figura 1 Mostra il dispositivo SAW e IDT fabbricato utilizzando questo metodo.
Utilizzando un segnale elettrico oscillante corrispondente alla frequenza risonante dell'IDT, SAW può essere generato sulla superficie del materiale piezoelettrico. L'LDV misura la vibrazione attraverso l'eff.......
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Discussione
I dispositivi SAW fabbricati da entrambi i metodi sono in grado di generare utili onde viaggianti sulla superficie e questi metodi sono alla base di processi più complessi per produrre altri progetti. La frequenza di risonanza è di solito un po 'più bassa del valore progettato, a causa dell'effetto di caricamento di massa del metallo depositato sulla parte superiore. Tuttavia, ci sono ancora alcuni punti che vale la pena discutere per evitare problemi.
Metodo di decollo
La .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Ringraziamenti
Gli autori sono grati alla struttura dell'Università della California e alla struttura NANO3 dell'UNIVERSITÀ di San Diego per la fornitura di fondi e strutture a sostegno di questo lavoro. Questo lavoro è stato eseguito in parte presso la San Diego Nanotechnology Infrastructure (SDNI) di UCSD, un membro della National Nanotechnology Coordinated Infrastructure, che è supportata dalla National Science Foundation (Grant ECCS-1542148). Il lavoro qui presentato è stato generosamente sostenuto da una sovvenzione di ricerca della W.M. Keck Foundation. Gli autori sono anche grati per il sostegno di questo lavoro da parte dell'Ufficio di Ricerca Navale (tramite Grant 12368098)....
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Absorber | Dragon Skin, Smooth-On, Inc., Macungie, PA, USA | Dragon Skin 10 MEDIUM | |
| Amplifier | Mini-Circuits, Brooklyn, NY, USA | ZHL– 1– 2W– S+ | |
| Camera | Nikon, Minato, Tokyo, Giappone | D5300 | |
| Cromo mordenzante | Transene Company, INC, Danvers, MA, USA | 1020 | |
| Sviluppatore | Futurrex, NJ, USA | RD6 | |
| Sviluppatore | EMD Performance Materials Corp., Philidaphia, PA, USA | AZ300MIF | |
| Sega a cubetti | Discoteca, Tokyo, Giappone | Discoteca automatica Sega a cubetti 3220 | |
| Mordenzante d'oro | Transene Company, INC, Danvers, MA, USA | Tipo TFA | |
| Foratrice | Dremel, Mount Prospect, Illinois | Modello #4000 | 4000 Microscopio invertito rotante a velocità variabile ad alte prestazioni |
| Amscope, Irvine, CA, USA | IN480TC-FL-MF603 | ||
| Vibrometro laser Doppler (LDV) | Polytec, Waldbronn, Germania | UHF-120 | 4" bifacciale lucidato 0,5 mm spessore 128° Niobato di litio tagliato a Y |
| Substrato di niobato di litio | PMOptics, Burlington, MA, USA | PWLN-431232 | |
| Allineatore di maschere | Heidelberg Instruments, Heidelberg, Germania | MLA150 | Il processo di fabbricazione viene eseguito in esso. |
| Nano3 cleanroom facility | UCSD, La Jolla, CA, USA | ||
| Fotoresist negativo | Futurrex, NJ, USA | NR9-1500PY | |
| Oscilloscopio | Keysight Technologies, Santa Rosa, CA, USA | InfiniiVision 2000 X-Series | |
| Fotoresist | AZ1512 | Denton Discovery 18 Sputter System | |
| Generatore di segnale | NF Corporation, Yokohama, Giappone | WF1967 generatore multifunzione | wafer dipper 4 |
| deposizione sputter | Denton Vacuum, NJ, USA | Denton 18 | |
| Teflon wafer dipper | ShapeMaster, Ogden, IL, USA | SM4WD1 |
Riferimenti
- Ding, X., et al. Standing surface acoustic wave (SSAW) based multichannel cell sorting. Lab on a Chip. 12 (21), 4228-4231 (2012).
- Langelier, S. M., Yeo, L. Y., Friend, J. UV epoxy bonding for enhanced SAW transmission and microscale acoustofluid....
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Ristampe e permessi
