Name: 정밀 회전 정렬을 통해 반 데르 발스 이종 구조 제작 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-05T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 25 s
Description: 학습하세요 정밀 회전 정렬을 이용한 반 데르 발스 이종 구조 제작 방법을. 초박막 2D 물질을 쌓아 새로운 물리 현상을 탐구하고 첨단 기술용 우수한 소자를 개발하는 데 활용할 수 있습니다.

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저자는 오타와 대학과 NSERC 디스커버리 보조금 RGPIN-2016-06717 및 NSERC SPG QC2DM에서 자금을 인정합니다.

1. 양도 절차에 대한 계측
<ol><li>전달 공정을 시각화하기 위해 밝은 필드 조명에서 작동 할 수있는 광학 현미경을 활용하십시오. 2D 결정의 일반적인 크기는 1-500 μm2이기 때문에 현미경에 5x, 50x 및 100 x 장거리 목표를 장착합니다. 현미경은 컴퓨터에 연결되는 카메라도 장착되어 있어야 합니다(그림1a).</li>
	<li>별도의 조작기를 사용하여 적층될 두 결정의 위치를 개별적으로 제어합니다. 전송 절차 중에 진동을 최소화하기 위해 컴퓨터에서 프로그래밍 및 제어가능한 조작기를 사용합니다. 참고: 상단 기판 홀더의 이동을 담당하는 조작기(그림 1b-c)는 X, Y 및 Z 방향으로만 이동하면 됩니다. 중요한 것은, 하단 기판 홀더(도 1e-f)를 제어하는 조작기는 또한 임의의 각도(Θ 평행 및 회전 운동)에 의해 회전할 수 있다.</li>
	<li>샘플을 상단 스테이지 조작기에 부착하기 위해 유리 슬라이드를 지원할 수 있는 사용자 지정 샘플 홀더를 제작합니다. 상단 크리스탈은 유리 슬라이드에 배치됩니다 (그림1d).</li>
	<li>바닥 조작기의 경우 평평한 발열체를 가공유리 세라믹 홀더(그림1g)에넣고 회전 단계에 부착합니다. 발열체를 전원 공급 장치 및 온도 컨트롤러에 연결합니다.</li>
	<li>계측 소프트웨어(예: LabVIEW)로 컨트롤러를 프로그래밍하여 조작기의 상대적 위치를 제어합니다(그림 2).<ol>
<li>필요한 동작을 수행하려면 다음과 같은 기능을 사용하여 소프트웨어를 프로그래밍하십시오: 개별적으로 또는 동시에 조작기를 이동; 읽기, 저장 및 각 조작자의 위치를 검색; 조작기의 속도를 쉽게 조정하고 하단 스테이지를 자동으로 초점. 샘플과 렌즈 사이에 충돌이 발생할 수 있는 것을 방지하는 안전 기능이 구축되었습니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. 2D 결정의 기계적 각질 제거.
<ol><li>기계적 각질 제거 절차를 위한 기판을 준비한다.<ol>
<li>실리콘/실리콘 산화물(Si/SiO 2) 웨이퍼를1cm x 1cm 제곱의 실리콘/실리콘 산화물(Si/SiO 2)에 담그고 비커를 10분 동안 초음파 클리너에 넣습니다.</li>
		<li>핀셋으로 비커에서 웨이퍼를 개별적으로 제거하고 이소프로판올(IPA)으로 헹구고 질소(N2) 건으로 건조시다. 참고 : 아세톤 및 IPA로 작업 할 때 적절한 PPE를 착용하는 동안 연기 후드 아래에 그렇게하는 것이 좋습니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>기판에 크리스탈을 기계적으로 각질 제거합니다.<ol>
<li>핀셋을 사용하여 크리스탈의 일부를 조심스럽게 제거하고 반도체 등급 접착 테이프 조각에 놓습니다.</li>
		<li>접착 테이프의 두 번째 조각을 가지고 단단히 크리스탈초기 테이프에 대해 누른 다음 테이프의 두 조각을 벗겨. 여러 번 반복 한 후, 결정의 많은 얇은 조각은 테이프에서 발견 될 것이다.</li>
		<li>얇은 2D 결정으로 접착 테이프를 새로 세척된 기판에 눌러 결정이 기판과 직접 접촉하도록 하고 테이프를 벗겨내어 각질 제거된 플레이크를 기판에 남깁니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>잔류 접착제를 제거하려면 결과 샘플(2D 결정이 표면에 각질 제거된 기판)을 10분 동안 아세톤으로 채워진 비커에 넣습니다.</li>
	<li>광학 현미경을 사용하여 각질 제거 된 조각을 검사하십시오. 기판(22)과 플레이크의 광학 대비를평가하여 그들의 두께를 추정한다. 탭 모드에서 원자력 현미경(AFM)을 사용하여 플레이크를 이미지화하여 표면 형태를 더 잘 정량화하고 플레이크 두께를 측정합니다. </li>
</ol>3. 반 데르 발스 이종 구조 (최고 기판 준비)를 제조하기위한 PMMA-PVA 방법.
<ol><li>유리 슬라이드에 부착된 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) 필름상에 결정을 각질 제거하여 전사 시술을위한 상부 기판을 준비한다(도 3a-d).<ol>
<li>2.1단계에서 설명한 절차를 따르십시오. 깨끗한 기판을 얻을 수 있습니다. 3,000rpm에서 기판상에 폴리비닐 알코올(PVA) 층을 1분 동안 스핀 코팅하여 기기의 사용자 매뉴얼에 설명된 프로토콜을 따르십시오. 참고 : 스핀 코터를 사용하는 경우 적절한 PPE를 착용하는 동안 연기 후드 아래에 그렇게하는 것이 좋습니다.</li>
		<li>직접 뜨거운 접시에 기판을 배치하고 5 분 동안 75 °C에서 공기에서 덮여 구워.</li>
		<li>스핀 코팅 단계 3.1.2에서 기판상에 PMMA층을 코팅하는 단계 3.1.1의 것과 유사한 절차를 따로 밟아, 이번에는 1분 동안 1,500 rpm의 각도 속도로 방적 파라미터를 설정하였다(도3a).</li>
		<li>직접 뜨거운 접시에 기판을 배치하고 5 분 동안 75 °C에서 공기에서 덮여 구워.</li>
		<li>핫 플레이트에서 기판을 제거하고 가장자리를 따라 점착 테이프 조각을 배치하여 테이프 프레임을 만듭니다. 이어서, 2.2단계(도 3b)에 따라 PMMA 표면상에서2D 결정을 기계적으로 각질 제거한다.</li>
		<li>날카로운 핀셋을 사용하여 테이프 프레임을 천천히 벗겨내어 PVA에서 PMMA를 분리합니다. PMMA 층 및 각질 제거 된 결정은 테이프 프레임과 함께 PVA 및 Si / SiO2 기판으로부터 분리됩니다 (그림3c).</li>
		<li>테이프 프레임을 반전시키고 크리스탈이 아래쪽을 향할 수 있도록 가공된 지지대위에 놓습니다(그림3d). 참고: 이 지원을 통해 사용자는 광학 현미경 아래에 테이프 프레임을 배치하여 PMMA에 각질 제거를 검사하고 원하는 두께와 형상을 가진 플레이크를 식별할 수 있습니다.</li>
		<li>날카로운 핀셋과 광학 현미경을 사용하여 원하는 플레이크를 둘러싸도록 PMMA 필름에 작은 와셔(0.5 mm 내부반경)를 정확하게 배치합니다(그림 3d).</li>
		<li>유리 슬라이드를 내리고 노출된 테이프에 눌러 폴리머에 부착합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. 반 데르 발스 이종 구조 (최고 기판 준비)를 제조하기위한 폴리 디메틸 실록산 (PDMS) 스탬핑 방법.
<ol><li>3개의 파트PPC 크리스탈을 17개의 애니솔과 혼합하여 스핀 코팅을 위한 폴리프로필렌 카보네이트(PPC) 솔루션을 준비합니다. 이것은 용액이 약 8 시간 동안 또는 용액이 균일 할 때까지 교반기에서 혼합하게함으로써 수행됩니다.</li>
	<li>PPC 필름상에 크리스탈을 각질 제거하여 전사 시상기판의 상부 기판을 준비한 다음 유리 슬라이드에 부착된 PDMS 스탬프위에 놓습니다(도 4a-d).<ol>
<li>2.1단계의 절차를 따르십시오. 깨끗한 기판을 얻을 수 있습니다. 1분 동안 3,000 rpm에서 기판 상에 PPC층을 스핀 코팅한다(도 4a).</li>
		<li>직접 뜨거운 접시에 기판을 배치하고 5 분 동안 75 °C에서 공기에서 덮여 구워.</li>
		<li>핫 플레이트에서 기판을 제거하고 가장자리를 따라 점착 테이프 조각을 배치하여 테이프 프레임을 만듭니다.</li>
		<li>다음 단계 2.2에 의해 PPC 코팅 기판상의 2D 층 결정을 기계적으로 각질 제거하고 광학 현미경을 사용하여 원하는 두께 및 형상을 가진 플레이크를 식별합니다. (그림4b).</li>
		<li>가위 또는 수술용 블레이드를 사용하여 PDMS 조각을 2mm x 2mm 정사각형으로 자르고 산소 플라즈마 에칭에 50W 및 53.3 Pa에서 2 분 동안 넣습니다.</li>
		<li>주기가 끝나면 PDMS 스탬프에 유리 슬라이드를 눌러 두 개의 슬라이드를 결합합니다. 유리 슬라이드와 PDMS 스탬프를 산소 플라즈마 에칭에 다시 넣고 동일한 주기를 거칩니다. 주기가 끝나면 유리 슬라이드를 제거합니다.</li>
		<li>핀셋을 사용하여 조심스럽게 테이프 프레임을 벗겨내고 각질 제거 된 결정 (그림4c)으로 PPC 필름을 집어 들고 원하는 플레이크가 스탬프에 위치되도록 PDMS 스탬프에 놓습니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. PMMA-PVA 방법을 사용하여 상부 기판에서 하단 기판으로 플레이크를이송한다(도 3e-h).
<ol><li>전사 설정의 하단 단계에 기판을 놓습니다. 이 기판에서 원하는 플레이크의 위치를 식별합니다. 이 플레이크는 "바닥"결정이 될 것입니다. 또한, 상부 기판(단계 3.1.9로부터의 유리 슬라이드)을 전사 셋업의 상부 기판 홀더에 넣는다(도3e).</li>
	<li>저배율 대물(5x)을 사용하여 하단 기판을 초점으로 가져와 원하는 플레이크를 가운데에 맞춥니다. 목표의 피사계 심도에 들어갈 때까지 상단 기판을 천천히 낮춥힙입니다. 두 플레이크의 측면 위치와 회전 정렬을 조정합니다.</li>
	<li>더 높은 배율 대물(50x)을 채택하고 플레이크 정렬을 조정하면서 상부 기판을 계속 낮춥니다. 상단 플레이크가 바닥 플레이크에 완전히 닿을 때까지 상단 기판을 낮춥습니다. 접촉은 색상의 급격한 변화에 의해 눈에 띄는.</li>
	<li>바닥 기판을 75°C로 가열하여 PMMA를 바닥 기판에 더 잘 부착합니다. PMMA는 유리 슬라이드에서 분리됩니다(그림3f).</li>
	<li>PMMA 필름을 제거하기 위해 2.3단계 다음 단계의 바닥 기판을 청소한다(도 3g-h).</li>
</ol>6. 스탬핑 방법을 사용하여 상부 기판에서 하단 기판으로 플레이크를 이송합니다(도 4d-f).
<ol><li>전사 설정의 하단 단계에 기판을 놓습니다. 이 기판에서 원하는 플레이크의 위치를 식별합니다. 이 플레이크는 "바닥"결정이 될 것입니다. 또한, 상부 기판(단계 4.2.5-4.2.6으로부터 PDMS가 있는 유리 슬라이드)을 전사 설정의 상부기판 홀더에 넣는다(도 4d).</li>
	<li>바닥 기판을 100°C로 가열한 다음 5.2-5.4 단계를 따라 정렬하고 상단 플레이크와접촉하여 가져옵니다(그림 4e).</li>
	<li>일단 완전한 접촉이 두 플레이크(도4e)사이에 이루어지면, 천천히 상부 기판을 올린다. 이로 인해 위쪽 플레이크가 스탬프로부터 하단 기판으로 이탈하게된다(도 4f).</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 할 것이 없다. 저자는 경쟁적인 재정적 이해관계가 없습니다.

여기에 제시된 홈 빌드 전송 설정은 측면 및 회전 제어 모두에서 새로운 계층 재료를 구축하는 방법을 제공합니다. 문헌10,25에기재된 다른 솔루션과 비교하여, 우리의 시스템은 복잡한 인프라를 필요로 하지 않지만, 2D 결정의 조절된 정렬의 목표를 달성한다.
절차에서 가장 중요한 단계는 상단 크리스탈을 하단과 접촉하여 정렬하고 배치하는 것입니다. 진동은 정렬 실패의 원인이 될 수 있으므로 그 효과를 최소화해야 합니다. 이와 관련하여 여기에 제시된 "핸즈프리" 셋업의 장점은 사용자가 조작기의 수동 취급으로 인한 진동을 유발할 위험이 없다는 것입니다. 진동이 낮은 환경이나 진동 감쇠 메커니즘이 장착된 테이블에 셋업을 배치하면 추가적인 개선을 이룰 수 있습니다.
반 데르 발스 이종 구조를 만들 때 고려해야 할 회전 정렬이 점점 더 중...

2차원(2D) 물질의 급증하는 분야연구는 연구자들이 그래핀1,2, 3(탄소 원자의 원자적으로 평평한 시트)을 분리할 수 있는 기술을 개발한 후 시작되었습니다. 흑연. 그래핀은 반 데르 발스 재료 또는 결정이라고도 하는 더 큰 계층화된 2D 재료의 구성원입니다. 그들은 강한 공유 내층 결합과 약한 반 데르 발스 층간 커플링이 있습니다. 따라서 흑연에서 그래 핀을 분리하는 기술은 약한 층간 결합을 깨고 단일 층을 분리 할 수있는 다른 2D 재료에도 적용 될 수 있습니다. 이 분야의 한 가지 주요 개발은 2차원 재료의 인접한 층을 결합한 반 데르 발스 결합이 깨질수 있는 것처럼, 2,4를다시 함께 넣을 수 있다는 시연이었다. 따라서 2D 재료의 결정은 뚜렷한 특성을 가진 2D 재료의 층을 제어하여 생성할 수 있습니다. 이것은 이전에 자연에서 존재하지 않았던 물질이 이전에 접근 할 수없는 물리적 현상 4,5,6,7을 밝히는 것을 목표로 만들 수 있기 때문에 많은 관심을 불러 일으켰습니다. ,8,9 또는 기술 응용 프로그램에 대한 우수한 장치를 개발. 따라서, 2D 물질을 적층하는 정밀한 제어를 갖는 것은 연구 분야10,11,12의주요 목표 중 하나가 되었다.
특히, 반데르발스 이종구조에 인접한 층 들 사이의 꼬아기 각도는 재료특성(13)을제어하기 위한 중요한 파라미터인 것으로 나타났다. 예를 들어, 일부 각도에서, 인접한 층 들 사이의 상대적 비틀림의 도입은 효과적으로 두 층을 분리할 수 있다. 이는 그래핀14,15뿐만 아니라 전이 금속 디할코제니드16,17,18,19모두에서 연구되었다. 최근에는 이러한 물질의 상태를 변경할 수도 있다는 사실이 놀랍게도 밝혀졌습니다. 전자 밀도가 적절하게 조정될 때 "매직 앵글"을 지향하는 이중층 그래핀이 저온에서 모트 절연체로 행동하고 심지어 초전도체로 행동한다는 발견은 각 제어의 중요성에 대한 큰 관심과 실현을 촉발시켰습니다. 제조 할 때 계층 반 데르 발스 이종 구조13,20,21.
레이어 간의 상대적 방향을 조정하여 새로운 반 데르 발스 재료의 특성을 조정하는 아이디어에 의해 열리는 과학적 기회에 의해 동기를 부여, 우리는 이러한 구조를 만드는 절차와 함께 집에서 만든 악기를 제시 각도 제어와 함께.

<table><tbody><tr><td>5X 대물 렌즈</td><td>Nikon Metrology</td><td>MUE12050</td><td>23.5mm 작동 거리 및 0.15 개구</td></tr>, <tr><td>50X 대물 렌즈</td><td>Nikon Metrology</td><td></td><td>MUE21500 19mm 작동 거리 및 0.4 개구</td></tr>, <tr><td>100X 대물 렌즈 Nikon</td><td>Metrology</td><td>MUE21900</td><td>4.5mm 작동 거리 및 0.8 개구</td></tr>수 <tr><td>Acetone</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>270725</td><td>순도 &ge; 99.90%</td></tr> <tr><td>점착 테이프</td><td>Ultron Systems, Inc.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Anisole</td><td>MicroChem</td><td></td><td></td></tr><tr><td>원자력 현미경</td><td>Bruker</td><td>Dimension Icon</td><td>우리는 ScanAsyst 모드를 사용합니다.</td></tr> 하단 <tr><td>스테이지 회전 조작기</td><td>Zaber Technologies</td><td>X-RSW60A-PTB2</td><td>360도; 4.091의 단계 크기로 여행; rad</td></tr><tr><td>하단 스테이지 X 매니퓰레이터</td><td>Zaber Technologies</td><td>X-LSM025A-PTB2</td><td>47.625nm의 스텝 크기로 25mm 이동</td></tr> 하단 <tr><td>스테이지 Y 매니퓰레이터</td><td>Zaber Technologies</td><td>X-LSM025A-PTB2</td><td>25mm, 47.625nm의 스텝 크기로 이동</td></tr><tr><td>하단 스테이지 Z 매니퓰레이터</td><td>Zaber Technologies</td><td>X-VSR40A-KX14A</td><td>40nm의 스텝 크기로 95.25mm 이동</td></tr><tr><td>이소프로판올</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>563935</td><td>순도 99.999%</td></tr> <tr><td>LabVIEW 소프트웨어</td><td>National Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Macor</td><td>McMaster-Carr</td><td>8489K238</td><td></td></tr><tr><td>현미경 카메라</td><td>Zeiss</td><td>426555-0000-000</td><td>5 메가픽셀, 47 fps 라이브 프레임 속도, 노출 시간 100 &mu; s - 2 s, 컬러 카메라</td></tr><tr><td>이황화 몰리브덴 (MoS2)</td><td>HQ 그래핀</td><td></td><td></td></tr><tr><td>광학 브레드보드</td><td>Thorlabs, Inc.</td><td>MB4545/M</td><td></td></tr><tr><td>광학 현미경</td><td>니콘 계측학</td><td>LV150N</td><td></td></tr><tr><td>산소 플라즈마 에칭기</td><td>플라즈마 에칭, Inc.</td><td>PE-50</td><td></td></tr><tr><td>PDMS 스탬프</td><td>젤 팩</td><td>PF-20-X4</td><td></td></tr><tr><td>PMMA 950 A6</td><td>MichroChem Corp.</td><td>M230006 0500L1GL</td><td></td></tr><tr><td>폴리프로필렌 탄산염</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>389021-100g</td><td></td></tr><tr><td>PVA Partall #10</td><td>Composites Canada</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rhenium disulfide (ReS2)</td><td>HQ 그래핀</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Si/SiO2 기판</td><td>Nova Electronics Materials</td><td>HS39626-OX</td><td></td></tr><tr><td>스핀 코터</td><td>Laurell Technologies</td><td>WS-650-23</td><td></td></tr><tr><td>온도 컨트롤러</td><td>Auber Instruments</td><td>SYL-23X2-24</td><td>J 타입 열전대를 통해 하단 스테이지의 온도를 제어합니다.</td></tr><tr><td>상단 스테이지 컨트롤러 유닛</td><td>Mechonics</td><td>CF.030.0003</td><td></td></tr><tr><td>상단 스테이지 X 매니퓰레이터</td><td>Mechonics</td><td>MS.030.1800</td><td>18 mm 여행, 11 nm의 스텝 크기</td></tr><tr><td>상단 스테이지 Y 매니퓰레이터</td><td>Mechonics</td><td>MS.030.1800</td><td>11 nm의 스텝 사이즈로 18 mm 이동</td></tr><tr><td>Top stage Z 매니퓰레이터</td><td>Mechonics</td><td>MS.030.3000</td><td>11 nm의 스텝 사이즈로 30 mm 트래블</td></tr><tr><td>초음파 수조</td><td>Elma Schmidbauer GmbH</td><td>Elmasonic P 30 H</td><td></td></tr></tbody></table>

정밀 회전 정렬을 통해 반 데르 발스 이종 구조 제작

Fabricating van der Waals Heterostructures with Precise Rotational Alignment

이 작품에서 우리는 독특한 초박형 층 2D 재료를 적층하여 새로운 결정 (반 데르 발스 이종 구조)을 만드는 기술을 설명합니다. 우리는 측면 제어뿐만 아니라, 중요한 것은, 또한 인접 한 층의 각도 정렬을 제어 할 뿐만 아니라 보여줍니다. 기술의 핵심은 사용자가 전송에 관련된 개별 결정의 위치를 제어 할 수 있도록 홈 내장 전송 설정으로 표현된다. 이것은 서브 마이크로미터 (번역) 및 서브 도 (각도) 정밀도로 달성된다. 함께 스태킹하기 전에, 절연 된 결정은 개별적으로 프로그래밍 된 소프트웨어 인터페이스에 의해 제어되는 사용자 정의 설계 이동 단계에 의해 조작된다. 또한 전체 전송 설정은 컴퓨터 제어이므로 사용자는 전송 설정과 직접 접촉하지 않고도 원격으로 정확한 이종 구조를 생성할 수 있으며 이 기술을 "핸즈프리"로 표시할 수 있습니다. 전사 셋업을 제시하는 것 외에도, 우리는 또한 이후에 적층되는 결정을 준비하기 위한 두 가지 기술을 설명합니다.

우리의 절차의 결과 그리고 효과를 설명하기 위하여 우리는 얇은 결정 (ReS2)얇은 결정의 각도 제어 스택의 시퀀스를 제시한다. 기재된 방법이 원자적으로 얇은 층에도 적용될 수 있다는 것을 강조하기 위해, 우리는 또한 몰리브덴 이황화물(MoS 2)의두 개의 비교적 꼬인 단층의 시공을 예시한다.
전사 설정의 각도 정렬 기능을 입증하기 위해 우리는 레늄 이황화물(ReS 2)을 사용합니다. 때문에 평면 이방성 격자 구조, 이 결정은 기계적으로 잘 정의 된 가장자리23,24가늘고 긴 막대로 각질을 제거합니다. 이것은 각도 정렬의 데모를위한 완벽한 후보입니다. 프로토콜에 설명된 PDMS 스탬핑 방법을 사용하여,...

이 작품에서 우리는 위치와 상대 방향을 정밀하게 제어하여 초박형 층 2D 재료를 적층하여 새로운 결정 (반 데르 발스 이종 구조)을 만드는 데 사용되는 기술을 설명합니다.

In this work we describe a technique for creating new crystals (van der Waals heterostructures) by stacking distinct ultrathin layered 2D materials. We ...

이 프로토콜은 이전에 접근할 수 없었던 물리적 현상을 발견하거나 기술 응용 을 위한 우수한 장치를 개발하는 것을 목표로 이전에 존재하지 않았던 물질을 생성할 수 있게 합니다. 이 기술의 주요 장점은 장비를 원격으로 및 환경 제어에서 작동할 수 있으며, 이는 수동 오류의 위험을 줄일 수 있으며 시료 청결도를 향상시킬 수 있다는 것입니다. 또한, 시스템은 회전 스테이지를 갖추고 있으며, 이를 통해 사용자는 두 플레이크 사이의 하위 각도 정렬에 도달할 수 있습니다.얇은 결정과 작은 표면 영역으로 작업할 때 적절한 크기의 플레이크를 식별하는 것은 훈련받지 않은 눈에 어려울 수 있습니다. 또한, 결정의 작은 크기는 쉽게 전송 절차 동안 정렬 불량으로 이어질 수 있습니다. 따라서 이러한 단계를 꼼꼼하게 실행하는 것이 좋습니다.프로토콜의 많은 단계에는 설명하기 어려운 특정 세부 사항이 있지만 시각적으로 제시될 때 따라하기가 훨씬 간단합니다. 전달 과정을 시각화하기 위해 밝은 필드 조명아래에서 작동 할 수있는 광학 현미경을 활용하십시오. 현미경에 5배, 50배, 100배 장거리 목표를 장착합니다.현미경은 또한 컴퓨터에 연결되는 카메라를 장착해야 합니다. 여기에 표시된 두 개의 분리 된 조작기를 장착하여 결정의 위치를 개별적으로 제어하십시오. 유리 슬라이드를 지원할 수 있는 맞춤형 샘플 홀더를 제작합니다.이 샘플 홀더는 상단 크리스탈을 배치하는 데 사용됩니다. 바닥 조작기의 경우, 가공 유리 세라믹 홀더에 평평한 가열 요소를 배치하고 회전 단계에 부착합니다. 그런 다음 가열 요소를 전원 공급 장치 및 온도 컨트롤러에 연결합니다.실리콘 실리콘 산화물 웨이퍼에서 아세톤으로 채워진 비커에 1센티미터 의 사각형을 잠근 다음 비커를 초음파 청소기에 넣습니다. 10분 후, 핀셋 을 사용하여 비커에서 웨이퍼를 제거하고 이소프로파놀로 헹구고 질소 총을 사용하여 웨이퍼를 건조시하십시오. 다음으로, 신중하게 결정의 일부를 제거하고 반도체 등급 접착제 테이프의 조각에 배치.접착 테이프의 두 번째 조각을 가지고 단단히 크리스탈을 들고 초기 테이프에 대해 눌러. 여러 번 반복테이프의 두 조각을 벗겨, 크리스탈의 많은 얇은 조각을 생산합니다. 얇은 2D 크리스탈로 접착 테이프를 갓 청소한 기판에 눌러 크리스탈이 기판과 직접 접촉하고 테이프를 벗겨 기판에 각질 제거 된 플레이크를 둡니다.잔류 접착제를 제거하려면 결과 샘플을 아세톤으로 채워진 비커에 넣습니다. 10 분 후, 샘플을 제거하고 이소 프로파놀로 헹구고 질소 총으로 건조시하십시오. 광학 현미경을 사용하여 각질 제거 된 플레이크를 검사하여 기판과 플레이크의 광학 콘트라스트를 평가하여 두께를 추정합니다.그런 다음 탭 모드에서 AFM을 사용하여 표면 형태를 더 잘 정량화하고 플레이크 두께를 측정합니다. 부착된 폴리메틸메타크레이트 필름으로 유리 슬라이드에서 크리스탈을 각질 제거하여 이송 절차에 대한 상단 기판을 준비합니다. 이전에 표시된 대로 깨끗한 기판을 얻은 후, 스핀 코터에 기판을 놓고 폴리 비닐 알코올로 덮습니다.기판을 3, 000 RPM에서 1분 동안 회전하여 두께약 450나노미터의 층을 생성합니다. 그런 다음 기판을 핫 플레이트에 직접 놓고 섭씨 75도에서 5분간 굽습니다. 시원해지면 기판을 스핀 코터에 다시 놓고 폴리메틸메타크릴레이트로 덮습니다.1분 동안 1, 500 RPM에서 820나노미터 두께의 PMMA 층을 기판에 스핀 코트. 스핀 코팅 후, 기판을 핫 플레이트에 다시 놓고 섭씨 75도에서 구우기. 5분 후, 핫 플레이트에서 기판을 제거하고 가장자리를 따라 접착제 테이프 조각을 배치하여 테이프 프레임을 만듭니다.이어서, 이전 섹션에 도시된 바와 같이 2D 크리스탈을 PMMA 표면에 기계적으로 각질 제거합니다. 날카로운 핀셋 을 사용하여 PMMA를 PVA에서 분리하고 테이프 프레임을 천천히 벗겨냅니다. PMMA 층과 각질 제거 된 결정은 테이프 프레임과 함께 실리콘 실리콘 - 산화물 웨이퍼 기판에서 PVA에서 분리됩니다.다음으로 테이프 프레임을 반전시키고 가공된 지지체에 배치하여 크리스탈이 아래쪽으로 향할 수 있도록 합니다. 광학 현미경 아래에 샘플을 놓고 날카로운 핀셋 을 사용하여 PMMA 필름에 작은 와셔를 정확하게 배치하여 원하는 플레이크를 둘러싸고 있습니다. 그런 다음, 유리 슬라이드를 낮추고 노출된 테이프에 눌러 폴리머에 부착한다.준비된 기판을 전송 설정의 하단 단계에 놓습니다. 이 기판에서 원하는 플레이크의 위치를 식별합니다. 이 플레이크는 바닥 크리스탈이 될 것입니다.그런 다음 상단 기판을 전송 설정의 상단 기판 홀더에 놓습니다. 낮은 배율 목표를 사용하여 하단 기판을 초점으로 가져와 원하는 플레이크를 중앙에 넣습니다. 목표에 의해 볼 수 있을 때까지 상단 기판을 천천히 낮춥다.그런 다음 두 플레이크의 측면 위치와 회전 정렬을 조정합니다. 플레이크가 원하는 대로 정렬되는 것에 가까워지면 50배 의 목표로 전환하고 플레이크 정렬을 조정하면서 상단 기판을 계속 낮춥힙시다. 그런 다음 정렬되면 상단 조각이 완전히 아래쪽 플레이크에 접촉 할 때까지 상단 기판을 낮춥다.갑작스런 색상 변화로 인해 접촉이 눈에 띈다. 접촉이 이루어지면 바닥 기판을 75도로 가열하여 PMMA를 바닥 기판에 더 잘 접착합니다. PMMA는 유리 슬라이드에서 분리됩니다.그런 다음, PMMA 필름을 제거하기 위해 바닥 기판을 청소한다. 플레이크 전달의 스탬핑 방법을 사용하려면, 먼저 전송 설정의 하단 단계에 기판을 배치합니다. 이 기판에서, 원하는 플레이크의 위치를 식별, 이는 바닥 결정될 것입니다.다음으로, 상단 기판을 전송 설정의 홀더에 놓고 하단 기판을 섭씨 100도로 가열합니다. 그런 다음 상단 크리스탈을 아래쪽 플레이크와 접촉시 정렬하고 가져옵니다. 두 플레이크 사이에 완전한 접촉이 이루어지면 상단 기판을 천천히 올립니다.이렇게 하면 스탬프에서 아래쪽 기판으로 상단 플레이크가 드롭오프됩니다. 레늄 디설파이드의 결정은 잘 정의된 가장자리가 있는 길쭉한 바처럼 기계적으로 각질을 제거하기 때문에 각도 정렬을 입증하는 데 이상적입니다. 여기서, 상기 영상에 도시된 PDMS 스탬핑 방법을 이용하여 상판 플레이크는 하부 결정까지 75도 각도로 배치하였다.원자력 현미경 검사는 상단과 하단 플레이크 사이의 비틀림 각도를 정확하게 측정하는 데 사용되었습니다. PMMA PVA 절차를 사용하여, 전송 설정은 몰리브덴 이황화의 두 개의 단층 플레이크로 구성된 구조를 만드는 데 성공적으로 사용되었습니다. 개별 단층은 PMMA 및 실리콘 이산화질소에 각질 제거되어 여기에 표시됩니다.입증된 절차는 광학 현미경을 통해 여기에 표시된 구조로 생성됩니다. 적층 된 단층의 두께 및 상대 위치와 같은 자세한 내용은 AFM을 사용하여 확인할 수 있습니다. 이 절차의 가장 중요한 부분은 플레이크의 측면 및 회전 정렬입니다.다른 전달 방법이 존재하며 유사한 프로토콜을 따르고, 상이한 폴리머 및 2차원 결정은 특정 구조를 제조하는 데 사용될 수 있다. 물론, 깨끗한 크리스탈 표면과 인터페이스를 보장하기 위해 추가 세척 방법을 사용할 수 있습니다. PMMA, 아세톤 등과 같은 화학 물질을 사용하는 경우 적절한 개인 보호 장비를 착용하고 연기 후드와 같은 통풍이 잘되는 환경에서 단계를 수행해야합니다.

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연구

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Engineering

공학

Van der Waals Heterostructures를 정밀한 회전 정렬로 제작하기

전기적 주소, 높은 종횡비 (&gt; 1000:1)의 제작은 템플릿으로 희생 알루미늄과 은색의 레이어 또는 자기 조립 단일 층을 사용하여 단일 나노 미터의 간격으로 구분하여 금속 나노 와이어가 설명되어 있습니다. 이 nanogap 구조는 nanoskiving로 알려진 첨단 리소그래피의 형태로 클린 룸 또는 사진이나 전자빔 리소그래피 공정없이 제작되어 있습니다.

Nanoskiving으로 Nanogaps을 제조

균일한 인클로저를 실현하기 위해 두 개의 실리콘 웨이퍼를 영구적으로 접합하는 방법이 설명되어 있다. 여기에는 웨이퍼 준비, 세척, RT 본딩 및 어닐링 프로세스가 포함됩니다. 생성된 접합 웨이퍼(cells)는 인클로저 ~1%1,2의균일성을 갖는다. 그 결과 형상을 통해 제한된 액체와 가스를 측정할 수 있습니다.

실리콘 다이렉트 웨이퍼 본딩을 통한 균일한 나노스케일 캐비티 제조

우리는 표면 패터닝을 위한 스캐닝 터널링 현미경의 원자 계측과 선택적 원자층 증착 및 반응성 이온 에칭을 결합하기 위한 프로토콜을 보고합니다. 수많은 대기 노출 및 운송을 포함하는 견고한 프로세스를 사용하여 원자 계측을 갖춘 3D 나노 구조를 제작합니다.

원자 추적 가능한 나노 구조 제작

이 논문에서 우리 직접 아직 코피는 성장 하는 프로토콜 유연한 리드 지르코늄 타이타늄 메모리 요소에 현재 모스크바 운 모.

제조 및 반 데르 발스 Heteroepitaxy에 따라 유연한 Ferroelectric 요소에 대 한 측정 방법

비엔나 Ab initio 시뮬레이션 패키지에 의해 수행된 계산은 나노 스케일 재료의 본질적인 전자 특성을 식별하고 잠재적인 물 분할 광촉매를 예측하는 데 사용할 수 있습니다.

첫 번째 원리 계산을 사용하여 1차원 반 데르 발스 이종 구조의 프로브 유형 II 밴드 정렬

여기에 제시된 적층 금속 절연체 금속 구조에 대한 투과 전자 현미경 검사법(TEM)을 통한 시정 중 나노 구조 변화를 분석하기 위한 프로토콜이 제시된다. 그것은 프로그래밍 가능한 논리 회로 및 신경 모방 하드웨어의 다음 세대에 대한 저항 스위칭 크로스바에 중요한 응용 프로그램을 가지고, 자신의 기본 작동 메커니즘과 실용적인 적용성을 공개.

혼합 위상 a-VOx에 따라 비대칭 크로스바의 바이어스 및 제조와 시투 전송 전자 현미경 검사법

이 기사는 고도로 조정 가능한 맞춤형 전달 설정을 기반으로 하는 수정된 건식 전달 기술을 활용하여 정밀한 비틀림 각도를 가진 고품질 그래핀 기반 모아레 초격자 장치를 제작하기 위한 최적화된 경험 기반 프로토콜을 제시합니다.

고품질 그래핀 기반 모아레 초격자 소자를 위한 최적화된 제작 절차

이 연구는 2차원 재료의 단일 플레이크를 생산하고 van der Waals 상호 작용만을 사용하여 복잡한 이종 구조로 조립하기 위한 잔류물이 없는 제조 방법론을 제시합니다. 이 기술은 외부 물질 및 특정 실험 조건의 필요성을 제거하여 상향식, 하향식 및 모듈식 적층 공정을 통해 복잡한 이종 구조 어셈블리를 가능하게 합니다.

van der Waals의 잔류물 없는 제작: 2차원 재료의 이종 구조

terahertz 주파수에서 Metamaterials는 독특한 기회를 제공하지만, 대량으로 제조하는 도전입니다. 우리는 저렴한 비용으로 산업 규모의 잠재적 metamaterials를 조작 할 수 microstructured 폴리머 광섬유의 제조 절차를 적응. 우리는 terahertz plasmonic 응답을 전시 ~ 100 μm로 구분 ~ 10 μm의 직경 인듐 와이어를 포함하는 polymethylmethacrylate 섬유를 생산하고 있습니다.

섬유 그리기 방법을 사용하여 제조 Metamaterials

우리는 분석적으로 정의 된 다중 입자 포논 가둠 모델을 이용한 라만 분광기를 이용하여 정량 방식으로 반도체 나노 결정의 크기 분포를 결정하는 방법을 보여준다. 얻어진 결과는 투과 전자 현미경 및 광 발광 스펙트럼과 같은 다른 크기의 분석 기술과 우수한 일치한다.

다중 입자 Phonon은 감금 모델 라만 분광학을 이용하여 나노 결정 크기 분포의 특성

학습하세요 정밀 회전 정렬을 이용한 반 데르 발스 이종 구조 제작 방법을. 초박막 2D 물질을 쌓아 새로운 물리 현상을 탐구하고 첨단 기술용 우수한 소자를 개발하는 데 활용할 수 있습니다.

정밀 회전 정렬을 통해 반 데르 발스 이종 구조 제작

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