Name: Zacht Lithografische functionalisering en patroonvorming Oxide-vrij silicium en germanium (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-12-16T12:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 38 s
Description: Leer zacht lithografisch patroonvorming van oxide-vrij silicium en germanium met reactieve organische monolagen. Deze methode beschermt oppervlakken tegen oxidatie en maakt nauwkeurige functionele oppervlakken.

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

playerTrialDesktop

Wij erkennen de financiële steun van de NSF award CMMI-1000724.

1A. Primaire monolaag Vorming on Silicon <ol><li> Snijd silicium wafer in 1 cm 2 substraten, stof en spoel met water en gefilterd ethanol. </li><li> Verwijder de organische verontreiniging door onderdompeling het silicium substraten in een glazen schaaltje met Nano strip bij 75 º C. Na 15 minuten, spoel elk substraat met gedeïoniseerd, gefilterd water. </li><li> Plaats elk substraat in een 5% HF-oplossing (Waarschuwing: HF is een uiterst gevaarlijk materiaal) naar de native oxidelaag te verwijderen. Na 5 minuten droog de oxide-vrij silicium met stikstof </li><li> Om een gechloreerde substraat te produceren, meteen onderdompelen elke oxide-vrij silicium stuk in een scintillatieflesje met 2 ml verzadigde PCl 5 in chloorbenzeen. Deze oplossing moet worden gefilterd tot 0,2 micrometer. </li><li> Monteer een flesje condensor op de top van elke flacon en leg ze in een heatblock ingesteld op 112 ° C gedurende een uur. </li><li> Na de reactie is voltooid, laat flesjes afkoelen en spoel elke Surface met chloorbenzeen en droog onder stikstof gefilterd. </li><li> Het vormen van een propenyl-beëindigt substraat, plaatst u iedere gechloreerde silicium oppervlak in een druk flacon met 4 ml van propenyl magnesium chloride. Plaats elke druk flacon in een heatblock bij 130 ° C gedurende 24 uur. </li><li> Neem elke druk injectieflacon uit de heatblock en laat afkoelen. </li><li> Spoel snel elk oppervlak met DCM en ethanol en droog onder stikstof gefilterd. </li></ol> 1B. Primaire monolaag Vorming op Germanium <ol><li> Snijd germanium wafer in 1cm2 substraten, stof en spoel met water en gefilterd ethanol. </li><li> Verwijder de organische verontreiniging door onderdompeling de oppervlakken in een glazen schaaltje met aceton gedurende 20 minuten </li><li> Plaats elk oppervlak in een 10% HCl-oplossing gedurende 15 minuten. Dit proces verwijdert tegelijkertijd de natuurlijke oxidelaag laag en chlorinates het oppervlak. Na 5 minuten drogen de substraten met stikstof. </li><li> Om een ​​octyl-beëindigd substraat, pla vormce gechloreerde elk germanium oppervlak in een druk flacon met 4 ml van octyl magnesium chloride (2 mm). Plaats elke druk flacon in een heatblock bij 130 ° C gedurende 48 uur. </li><li> Neem elke druk injectieflacon uit de heatblock en laat afkoelen tot kamertemperatuur. </li><li> Spoel snel elk oppervlak met DCM en ethanol en droog onder stikstof gefilterd. </li></ol> 2. NHS Ondergrond functionalisering van silicium en germanium <ol><li> Bereid een gefilterde 0,1 M NHS-diazirine oplossing in tetrachloorkoolstof. Waarschuwing: Houd de blootstelling aan licht tot een minimum. </li><li> Pipet een paar druppels van de oplossing op de methyleindgroep oppervlakken. Laat de oplossing verspreid over het gehele oppervlak. </li><li> Plaats de oppervlakken onder een UV-lamp (☐ = 254 nm, 4400/cm2 bij 0,74 inches). Laat de oppervlakken onder UV-licht 30 minuten reageren, voeg dan meer NHS-diazirine aan het oppervlak en laat de reactie te gaan voor een extra 30 minuten. </li><li> Spoel de NHS gewijzigde surfaces met DCM en ethanol en droog onder stikstof gefilterd. </li></ol> 3. Small Molecule functionalisering <ol><li> Reageer NHS-gemodificeerde substraten in een 20 mM tert-butyl carbamoyl (Boc-) ethyleendiamine oplossing in dichloormethaan (DCM) van twee uur bij kamertemperatuur. </li><li> Na de reactie, spoel de Boc-gemodificeerde substraat met DCM en ethanol. </li><li> DEPROTECT de Boc aangepaste ondergrond met behulp van 25% trifluorazijnzuur (TFA) in DCM gedurende een uur bij kamertemperatuur. </li><li> Spoel het resulterende oppervlak met DCM, ethanol en 10% (w / v) kaliumbicarbonaat in water en droog onder stikstof gefilterd. </li><li> Analyseren van alle oppervlakken door XPS aan de elementaire samenstelling te bepalen. </li></ol> 4. Zure Polyurethaan Acrylaat Stamp (PUA) Voorbereiding <ol><li> Verdunnen acrylaat A door 30% met trimethylolpropaan ethoxylaat triacrylate B om de viscositeit te verminderen. Voeg foto-initiatoren C en D aan het reactiemengsel (Figure 6). </li><li> Add natrium-2-mercaptoethanesulfonate (0,2 g, 1,22 mmol) om een ​​4N HCl-oplossing in dioxaan (10 ml) en roer bij kamertemperatuur gedurende 2 minuten. </li><li> Filter uit de natriumchloride eerst door een fijne glazen filter en vervolgens door een 0,2 μ m PTFE-membraan spuitfilter tot een heldere oplossing van 2-mercaptoethanesulfonic zuur veroorloven in dioxaan. </li><li> Verdampen dioxaan onder verlaagde druk </li><li> Reageren de resulterende sulfonzuur met 2 ml van het polyurethaan-acrylaat prepolymeric mengsel bij kamertemperatuur en vervolgens onder vacuüm bij 50 ° C Zorg ervoor dat het mengsel volledig vrij van luchtbellen. </li><li> Koel de verkregen oplossing tot kamertemperatuur en polymeriseren tussen twee glazen microscoop dia's of een glasplaatje en een meester door blootstelling aan UV-licht gedurende 2 uur bij kamertemperatuur. </li><li> Na de polymerisatie, zorgvuldig verwijderen van de stempel uit de meester en was de stempel met ethanol en water en droog met gefilterd nitrogen. </li></ol> 5. Katalytische afdrukken en SEM / AFM-analyse <ol><li> Plaats de bijbehorende polyurethaan-acrylaat stempel op de top van de NHS-gemodificeerde substraat bij kamertemperatuur gedurende een minuut zonder externe belasting om ze bij elkaar houden. </li><li> Na de reactie, scheidt u de stempel en substraat. </li><li> Spoel de ondergrond met ethanol, water, ethanol en vervolgens droog met gefilterd stikstof. </li><li> Spoel de stempel met ethanol, water, ethanol en vervolgens droog met gefilterd stikstof. </li><li> Houden postzegels op kamertemperatuur voor de volgende toediening. </li><li> Analyseer de geproduceerde patroon met behulp van contact-modus zijwaartse atomic force microscopie (AFM) en scanning elektronen microscopie (SEM) </li></ol> 6. Eiwit patronen en fluorescentie microscopie <ol><li> Dompel de NHS-patroon bifunctionele substraat in Lysine-N, N-diacetic zuur (20 mm) en Et3N (100 mM) in DMF: H20 (1:1) bij kamertemperatuur gedurende 1 uur en daarna gespoeld metwater en ethanol. </li><li> Incubeer de substraten in een 50 mM NiSO4 oplossing gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur. </li><li> Spoel de gechelateerde substraten overmatig met water en bindende buffer (20 mM NAP, 250 mM NaCl, 10 mM imidazol, pH 7,5) en dompel in een gefilterde GFP-oplossing (~ 40 μ M) gedurende 1 uur bij 0 ° C. </li><li> Spoel de substraten met bindende buffer, gevolgd door PBS (pH 7,4). </li><li> Houden substraten gehydrateerd in PBS bij 0 ° C tot ze klaar waren voor fluorescentie microscopie analyse. </li></ol> 7. Eiwit patronen en fluorescentie microscopie <ol><li> Dompel de NHS-patroon bifunctionele substraat in Lysine-N, N-diacetic zuur (20 mm) en Et3N (100 mM) in DMF: H 2 0 (1:01) bij kamertemperatuur gedurende 1 uur en daarna gespoeld met water en ethanol. </li><li> Incubeer de substraten in een 50 mM NiSO 4-oplossing gedurende 5 minuten bij kamertemperatuur. </li><li> Spoel de gechelateerde substraten overdreven wet water en bindende buffer (20 mM NAP, 250 mM NaCl, 10 mM imidazol, pH 7,5) en dompel in een gefilterde GFP-oplossing (~ 40 uM) gedurende 1 uur bij 0 ° C. </li><li> Spoel de substraten met bindende buffer, gevolgd door PBS (pH 7,4). </li><li> Houden substraten gehydrateerd in PBS bij 0 ° C tot ze klaar waren voor fluorescentie microscopie analyse. </li></ol> 8. Representatieve resultaten: Een voorbeeld van soft-lithografische patroonvorming katalytische nano wordt weergegeven in Figuur 7. De aanpak creëert chemoselective patronen op oxide-vrij silicium en germanium, die orthogonaal kan worden gefunctionaliseerd met ongelijksoortige chemische en biologische groepen. De reactie tussen de NHS-functioanlized substraat en de katalytische patroon stempel leidt tot de hydrolyse van NHS groepen op het gebied van conforme contact, waardoor een patroon bifunctionele substraat met de regio's van de NHS geactiveerd en vrije carbonzuren. Door de diffusion vrije natuur van onze methode, bereiken wij resolutie dicht bij dat van fotolithografie. Bijvoorbeeld: In figuur 7 is 125 nm functies, die uniform werden gereproduceerd over het hele oppervlak van silicium substraat. Opmerkelijk is, kan de katalytische stempel worden hergebruikt meerdere keren zonder verlies van efficiency. Chemoselective functionalisering van patroon halfgeleiders met biomoleculen opent het perspectief van de integratie van de traditionele elektronische materialen met een zeer selectieve biologische substraten voor toepassingen in sensoren, diagnose-en analytische gebieden van onderzoek. Een voorbeeld van zo'n functionalisering is weergegeven in figuur 8, waar de NHS-patroon silicium selectief was gefunctionaliseerd met eiwitmoleculen. Door gebruik te maken de differentiële reactiviteit van geactiveerde en vrije carbonzuren, moeten we eerst nitrilotriazijnzuur-beëindigd (NTA) heterobifunctionele linkers aangebracht op het NHS-gefunctionaliseerde regio's, en vervolgens gebruikt de resulterendeNTA-patroon oppervlak als een sjabloon voor de selectieve bevestiging van hexa-histidine-gelabeld GFP. Figuur 8b toont duidelijk verschil in fluorescentie-intensiteit tussen GFP-gemodificeerde en gehydrolyseerde vrije carbonzuurgroepen regio's. De grootte en vorm van de gerepliceerde functies zijn in overeenstemming tussen beide NHS patroon oppervlak (Figuur 8a) en GFP-gemodificeerd oppervlak (figuur 8b), bevestiging van de opmerkelijke stabiliteit van koolstof-gepassiveerd oppervlakken en de selectiviteit van de afstempeling aanpak. Het protocol is niet beperkt tot de His-gelabelde eiwit, en kan gebruikt worden om patronen andere biomoleculen zoals DNA en antilichamen. <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig1.jpg" alt="Figuur 1" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 1"> Figuur 1. General regeling die katalytische microcontact afdrukken <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig2.jpg" alt="Figuur 2" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2. Structuur van bi-gelaagde molecular systeem op Ge en Si. Primaire alkyl monolaag vormen een stabiele Ge-C of Si-C bindingen met het substraat en zorgt voor een chemisch inert en dicht verpakt systeem dat de ondergrond tegen afbraak beschermt. (B) secundaire sheet stabiel CC bindingen vormen met primaire beschermende laag en zorgt voor aansluiting functionele groepen <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig3.jpg" alt="Figuur 3" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 3"> Figuur 3. Reactieschema's vertegenwoordigt vorming van de primaire beschermende monolagen op Si (A) en Ge (B) <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig4.jpg" alt="Figuur 4" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 4"> Figuur 4. Chemical functionalisering van de primaire beschermende monolaag met een heterobifunctionele carbeen donor <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig5.jpg" alt="Figuur 5" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 5"> Figuur 5. Reaction regeling aantonen kleine molecule wijzigingen van de NHS-gefunctionaliseerde subStrates en de bijbehorende XPS spectra <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig6.jpg" alt="Figuur 6" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 6"> Figuur 6. Samenstelling van de katalytische pre-polymeer mengsel, polymerisatie omstandigheden, en SEM beelden van het patroon sulfonzuur-gemodificeerde stempel en de bijbehorende PMMA-Si meester <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig7.jpg" alt="Figuur 7" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 7"> Figuur 7. SEM en AFM wrijving beelden van patroon SAM op Si en Ge met een zure stempel <img src="/files/ftp_upload/3478/3478fig8.jpg" alt="Figuur 8" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Figuur 8"> Figuur 8 Soft-lithografische patronen en functionalisering van gepassiveerd silicium met organische en biologische moleculen een:.. SEM beeld van de patroon NHS-gemodificeerde substraat b:. TL-microfoto van GFP aangepast substraat.

<ol><li>Kumar, A., Abbott, N. L., Kim, E., Biebuyck, H. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterned+Self-Assembled+Monolayers+and+Mesoscale+Phenomena%5BTitle%5D)+AND+%22Accounts.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Patterned Self-Assembled Monolayers and Mesoscale Phenomena.</a> Accounts. Chem. Res. 28 (5), 219-226 (1995).</li>
<li>Kumar, A., Biebuyck, H. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterning+Self-Assembled+Monolayers%3A+Applications+in+Materials+Science%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Patterning Self-Assembled Monolayers: Applications in Materials Science.</a> Langmuir. 10 (5), 1498-1511 (1994).</li>
<li>Kumar, A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Features+of+gold+having+micrometer+to+centimeter+dimensions+can+be+formed+through+a+combination+of+stamping+with+an+elastomeric+stamp+and+an+alkanethiol+%22ink%22+followed+by+chemical+etching%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Features of gold having micrometer to centimeter dimensions can be formed through a combination of stamping with an elastomeric stamp and an alkanethiol "ink" followed by chemical etching.</a> Applied Physics Letters. 63 (14), 2002-2004 (1993).</li>
<li>Wilbur, J. L., Kumar, A., Biebuyck, H. A., Kim, E., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcontact+printing+of+self-assembled+monolayers%3A+applications+in+microfabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Microcontact printing of self-assembled monolayers: applications in microfabrication.</a> Nanotechnology. 7 (4), 452-457 (1996).</li>
<li>Wilbur, J. L., Kumar, A., Kim, E., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfabrication+by+microcontact+printing+of+self-assembled+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+%28Weinheim%2C+Germany%29%22%5BJournal%5D)">Microfabrication by microcontact printing of self-assembled monolayers.</a> Advanced Materials (Weinheim, Germany). 6 (7/8), 600-604 (1994).</li>
<li>Ruiz, S. A., Chen, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcontact+printing%3A+a+tool+to+pattern%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Microcontact printing: a tool to pattern.</a> Soft Matter. 3 (2), 168-177 (2007).</li>
<li>Perl, A., Reinhoudt, D. N., Huskens, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcontact+Printing%3A+Limitations+and+Achievements%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+%28Weinheim%2C+Germany%29%22%5BJournal%5D)">Microcontact Printing: Limitations and Achievements.</a> Advanced Materials (Weinheim, Germany). 21 (22), 2257-2268 (2009).</li>
<li>Kumar, A., Biebuyck, H. A., Abbott, N. L., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+use+of+self-assembled+monolayers+and+a+selective+etch+to+generate+patterned+gold+features%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">The use of self-assembled monolayers and a selective etch to generate patterned gold features.</a> J. Am. Chem. Soc. 114 (23), 9188-9191 (1992).</li>
<li>Ravoo, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microcontact+chemistry%3A+surface+reactions+in+nanoscale+confinement%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Microcontact chemistry: surface reactions in nanoscale confinement.</a> Journal of Materials Chemistry. 19 (47), 8902-8906 (2009).</li>
<li>Biebuyck, H. A., Larsen, N. B., Delamarche, E., Michel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lithography+beyond+light%3A+Microcontact+printing+with+monolayer+resists%5BTitle%5D)+AND+%22Ibm.+J.+Res.+Dev%22%5BJournal%5D)">Lithography beyond light: Microcontact printing with monolayer resists.</a> Ibm. J. Res. Dev. 41 (1-2), 159-170 (1997).</li>
<li>Delamarche, E., Schmid, H., Bietsch, A., Larsen, N. B., Rothuizen, H., Michel, B., Biebuyck, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transport+Mechanisms+of+Alkanethiols+during+Microcontact+Printing+on+Gold%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+B%22%5BJournal%5D)">Transport Mechanisms of Alkanethiols during Microcontact Printing on Gold.</a> J. Phys. Chem. B. 102 (18), 3324-3334 (1998).</li>
<li>Larsen, N. B., Biebuyck, H., Delamarche, E., Michel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Order+in+microcontact+printed+self-assembled+monolayers%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Chem+Soc%22%5BJournal%5D)">Order in microcontact printed self-assembled monolayers.</a> J Am Chem Soc. 119 (13), 3017-3026 (1997).</li>
<li>Michel, B., Bernard, A., Bietsch, A., Delamarche, E., Geissler, M., Juncker, D., Kind, H., Renault, J. P., Rothuizen, H., Schmid, H., Schmidt-Winkel, P., Stutz, R., Wolf, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Printing+meets+lithography%3A+Soft+approaches+to+high-resolution+printing%5BTitle%5D)+AND+%22IBM+Journal+of+Research+and+Development%22%5BJournal%5D)">Printing meets lithography: Soft approaches to high-resolution printing.</a> IBM Journal of Research and Development. 45 (5), 697-719 (2001).</li>
<li>Libioulle, L., Bietsch, A., Schmid, H., Michel, B., Delamarche, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Contact-Inking+Stamps+for+Microcontact+Printing+of+Alkanethiols+on+Gold%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Contact-Inking Stamps for Microcontact Printing of Alkanethiols on Gold.</a> Langmuir. 15 (2), 300-304 (1999).</li>
<li>Sharpe, R. B. A., Burdinski, D., Huskens, J., Zandvliet, H. J. W., Reinhoudt, D. N., Poelsema, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spreading+of+16-Mercaptohexadecanoic+Acid+in+Microcontact+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Spreading of 16-Mercaptohexadecanoic Acid in Microcontact Printing.</a> Langmuir. 20 (20), 8646-8651 (2004).</li>
<li>Workman, R. K., Manne, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+Transfer+and+Transport+in+Noncovalent+Microcontact+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Molecular Transfer and Transport in Noncovalent Microcontact Printing.</a> Langmuir. 20 (3), 805-815 (2004).</li>
<li>Li, X. -M., Peter, M., Huskens, J., Reinhoudt, D. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+Microcontact+Printing+without+Ink%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Catalytic Microcontact Printing without Ink.</a> Nano Lett. 3 (10), 1449-1453 (2003).</li>
<li>Shestopalov, A. A., Clark, R. L., Toone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkless+Microcontact+Printing+on+Self-Assembled+Monolayers+of+Fmoc-Protected+Aminothiols%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Chem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Inkless Microcontact Printing on Self-Assembled Monolayers of Fmoc-Protected Aminothiols.</a> J. Am. Chem. Soc. 129 (145), 13818-13819 (2007).</li>
<li>Shestopalov, A. A., Clark, R. L., Toone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Catalytic+Microcontact+Printing+on+Chemically+Functionalized+H-Terminated+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Catalytic Microcontact Printing on Chemically Functionalized H-Terminated Silicon.</a> Langmuir. 26 (3), 1449-1451 (2010).</li>
<li>Shestopalov, A. A., Clark, R. L., Toone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkless+Microcontact+Printing+on+SAMs+of+Boc-+and+TBS-Protected+Thiols%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Lett%22%5BJournal%5D)">Inkless Microcontact Printing on SAMs of Boc- and TBS-Protected Thiols.</a> Nano Lett. 10 (1), 43-46 (2010).</li>
<li>Snyder, P. W., Johannes, M. S., Vogen, B. N., Clark, R. L., Toone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocatalytic+Microcontact+Printing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Org.+Chem%22%5BJournal%5D)">Biocatalytic Microcontact Printing.</a> J. Org. Chem. 72 (19), 7459-7461 (2007).</li>
<li>Morris, C. J., Shestopalov, A. A., Gold, B. H., Clark, R. L., Toone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Patterning+NHS-Terminated+SAMs+on+Germanium%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Patterning NHS-Terminated SAMs on Germanium.</a> Langmuir. 27 (10), 6486-6489 (2011).</li>
<li>Shestopalov, A. A., Morris, C. J., Vogen, B. N., Hoertz, A., Clark, R. L., Toone, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Soft-Lithographic+Approach+to+Functionalization+and+Nanopatterning+Oxide-Free+Silicon%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Soft-Lithographic Approach to Functionalization and Nanopatterning Oxide-Free Silicon.</a> Langmuir. 27 (10), 6478-6485 (2011).</li>
</ol>

We hebben niets te onthullen

De gepresenteerde protocol is een vorm of zonder inkt microcontact afdrukken die universeel kan worden toegepast op elke ondergrond kunnen ondersteunen eenvoudige goed geordende monolagen. In deze methode, een postzegel-geïmmobiliseerde katalysator transfers een patroon op een oppervlak met bijbehorende functionele groepen. Omdat het proces maakt geen gebruik van inkt transfer van stempel op de diffusieve resolutie beperking van de traditionele en reactief μCP oppervlak is vermeden, waardoor routinematige productie van nanoschaal objecten. De integratie van een primaire zeer geordende moleculaire systeem biedt volledige bescherming van de onderliggende halfgeleider van oxidatie schade. Op hetzelfde moment, de methode ondersteunt immobilisatie van omvangrijke reactieve groepen door gebruik te maken van een secundaire reactieve sheet, samen het systeem bereikt zowel bescherming en functionalisering. De techniek begint met de vorming van stabiele koolstof-oppervlak obligaties waardoor chemisch inert Primary monolaag die dient als een effectieve barrière voor oxide vorming. Vorming van een secundaire reactieve sheet biedt terminal NHS-functionele groepen die dienen als bevestigingspunten voor een verscheidenheid van chemische en biologische groepen. Deze stabiele dubbellagige moleculair systeem wordt vervolgens een patroon met behulp van onze katalytische μCP aanpak. De aanpak in deze studie biedt een algemene methode voor patronen halfgeleider substraten met een breed scala aan organische en biologische materialen. De mogelijkheid om patroon organische halfgeleider-interfaces te maken zonder duur, ingewikkeld instrumentarium biedt talloze mogelijkheden op gebieden zoals elektronica, nanotechnologie, biochemie en biofysica.

<table border="1"><tbody><tr><th> Naam van het reagens </th><th> Bedrijf / model </th></tr><tr><td> XPS-spectrometer </td><td> Kratos Axis Ultra </td></tr><tr><td> Atomic force microscoop </td><td> Veeco D3100 </td></tr><tr><td> SEM-FEG microscoop </td><td> FEI XL30 </td></tr><tr><td> Fluorescentiemicroscoop </td><td> Zeiss Axio Imager </td></tr><tr><td> Heatblock </td><td> VWR </td></tr><tr><td> Vacuümpomp </td><td> BOC Edwards </td></tr><tr><td> Waterzuiveringssysteem </td><td> Millipore </td></tr><tr><td> TESP siliconen sondes </td><td> Veeco </td></tr><tr><td> Silicium </td><td></td></tr><tr><td> Druk Vials </td><td> Chemglass </td></tr><tr><td> Vacuüm manifold </td><td> Chemglass </td></tr><tr><td> UV-lamp </td><td> UVP </td></tr><tr><td> Stamp Materiaal </td><td> Zie referenties 20 en 18 </td></tr><tr><td> PTFE spuitfilters </td><td> VWR </td></tr><tr><td> Nano Strip </td><td> Cyantek </td></tr><tr><td> HCl </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Ethanol </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Aceton </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> HF </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Chloorbenzeen </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> PCL5 </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Propenyl Magnesium Chloride </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Octyl Magnesium Chloride </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Tetrachloorkoolstof </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Boc beschermde ethyleendiamine </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> TFA </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Natrium-2-mercaptoethanesulfonate </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> 4N HCl-oplossing in dioxaan </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Lysine-N, N-diacetic zuur </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Et 3 N </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> DMF </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> NiSO 4 </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> Nap </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> imidazol </td><td> Sigma </td></tr><tr><td> PBS </td&gt; <td> Sigma </td></tr></tbody></table>

zacht lithografische functionalisering en patroonvorming oxide-vrij silicium en germanium

Soft Lithographic Functionalization and Patterning Oxide-free Silicon and Germanium

De ontwikkeling van hybride elektronische apparaten steunt voor een groot deel op de integratie van (bio) organische materialen en anorganische halfgeleiders door middel van een stabiele interface die efficiënt elektron transport vergunningen en beschermt de onderliggende substraten van oxidatieve degradatie. Groep IV halfgeleiders effectief kan worden beschermd met zeer besteld zelf-geassembleerde monolagen (SAM), bestaande uit eenvoudige alkylketens die fungeren als ongevoelig belemmeringen voor zowel organische en waterige oplossingen. Eenvoudige alkyl Sams, zijn echter inert en niet vatbaar voor de traditionele patronen technieken. De motivatie voor het immobiliseren van organische moleculaire systemen op halfgeleiders is om nieuwe functionaliteit geven aan de oppervlakte dat de optische, elektronische en mechanische functie, maar ook chemische en biologische activiteit kan bieden. Microcontact afdrukken (μ CP) is een soft-lithografische techniek voor patroonvorming SAM op talloze vlakken. 1-9 Ondanks zijn simplicity en veelzijdigheid, is de aanpak is grotendeels beperkt tot edele metalen oppervlakken en het is nog niet goed ontwikkeld patroon over te dragen aan technologisch belangrijke ondergronden zoals oxide vrij van silicium en germanium. Bovendien, omdat deze techniek berust op het inkt diffusie om het patroon overdracht van het elastomeer aan de ondergrond, is de resolutie van een dergelijk traditioneel drukwerk in wezen beperkt tot bijna 1 μ m 10-16 In tegenstelling tot traditionele afdrukken, zonder inkt μ CP patroon is gebaseerd op een specifieke reactie tussen een oppervlakte-geïmmobiliseerd substraat en een stempel-gebonden katalysator. Omdat de techniek is niet afhankelijk van diffusie SAM vorming, het breidt de diversiteit van de patternable oppervlakken. Daarnaast is het zonder inkt techniek ondervangt de feature size beperkingen opgelegd door moleculaire diffusie, het vergemakkelijken van replicatie van zeer kleine (&lt;200 nm) functies. 17-23 Echter, tot nu toe, zonder inkt μ CP is voornamelijk gebruikt voor patronen relatief wanordelijke moleculaire systemen, die geen onderliggende oppervlakken te beschermen tegen afbraak. Hier rapporteren we een eenvoudige, betrouwbare high-throughput methode voor patronen gepassiveerd silicium en germanium met reactieve organische monolagen en tonen selectieve functionalisering van het patroon substraten met zowel kleine moleculen en eiwitten. De techniek maakt gebruik van een voorgevormde NHS-reactief dubbellagige systeem op oxide-vrij silicium en germanium. De NHS-groep is gehydrolyseerd in een patroon-specifieke wijze met een sulfonzuur-gemodificeerd acrylaat stempel op chemisch verschillende patronen van NHS-geactiveerd en vrije carbonzuren te produceren. Een belangrijke beperking voor de oplossing van vele μ CP technieken is het gebruik van PDMS materiaal dat de mechanische stijfheid nodig is voor high-fidelity overdracht ontbreekt. Te verlichten deze beperking hebben we gebruik gemaakt van een polyurethaan acrylaat polymeer, een relatief stijf materiaal dat kan wordengemakkelijk gefunctionaliseerd met verschillende organische groepen. Onze patronen aanpak beschermt volledig zowel silicium en germanium van chemische oxidatie, biedt nauwkeurige controle over de vorm en grootte van het patroon kenmerken, en geeft directe toegang tot chemisch gediscrimineerd patronen die verder kan worden gefunctionaliseerd met zowel organische en biologische moleculen. De aanpak is algemeen en van toepassing op andere technologisch-relevante oppervlakken.

Hier beschrijven we een eenvoudige methode voor de patronen oxide-vrij silicium en germanium met reactieve organische monolagen en demonstreren functionalisering van het patroon substraten met kleine moleculen en eiwitten. De aanpak beschermt volledig oppervlakken tegen chemische oxidatie, biedt nauwkeurige controle over de functie morfologie, en biedt direct toegang tot chemisch gediscrimineerd patronen.

Zacht Lithografische functionalisering en patroonvorming Oxide-vrij silicium en germanium

De ontwikkeling van hybride elektronische apparaten berust voor een groot deel op de integratie van (bio)organische materialen en anorganische halfgeleiders via een ...

Dit protocol laat zien hoe oxidevrij silicium en germanium gepatterneerd kunnen worden met reactieve organische monolagen middels een zeer efficiënt en operationeel eenvoudig printprotocol. De selectieve functionalisering van de gepatterneerde substraten met zowel kleine moleculen als eiwitten wordt eveneens gedemonstreerd. De eerste stap van het protocol is het covalent modificeren van silicium- of germaniumsubstraten met een zeer stabiele primaire organische monolaag.Dit beschermt de onderliggende anorganisch-organische interface tegen reactieve degradatie en oxidatieve schade. De covalent gebonden hydroxysuccinimide-ester-overlaag wordt gevormd om latente hydrolytische en reactieve functionaliteiten te bieden. Als tweede stap worden de uniforme, dubbellaagse NHS-gemodificeerde substraten gepatroond via katalytische microcontactdrukking met gebruik van een stempel van elastomeer dat is gemodificeerd met zwavelzuur. Contact met de stempel hydrolyseert NHS-groepen, waardoor patronen ontstaan van chemisch verschillende NHS-geactiveerde en vrije carbonzuren. Vervolgens worden de gepatroonde substraten gefunctionaliseerd met kleine organische moleculen en proteïnen.Deze stap wordt voltooid door eerst NI Trello. Tri-azijnzuur-getermineerde heterofunctionele linkers aan de NHS-gefunctionaliseerde regio's te fixeren en vervolgens door selectieve bevestiging van hexa-histidine-getagd groen fluorescent proteïne. De aanpak levert uitstekende resultaten op met patronen van differentiële fluorescentie-intensiteit die zeer duidelijk zijn in een patroonintegriteit die opmerkelijk stabiel blijft na meerdere oppervlaktemodificaties.Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden is de nauwkeurigheid. Het patroon wordt echt bepaald door de precisie van de stempel zelf, in tegenstelling tot diffusie. Het project is oorspronkelijk gestart vanuit de gedachte dat patroontechnieken die rusten op een katalytische reactie, in plaats van op eenvoudige depositie, talrijke voordelen moeten bieden.Ten eerste worden de katalysatoren niet verbruikt tijdens de reactie en kunnen ze meerdere keren worden hergebruikt. Dit is in tegenstelling tot traditioneel printen of depositie, waarbij voortdurend nieuwe patroonmaterialen moeten worden toegevoegd. In ons vroege werk hebben we daadwerkelijk een katalysatormolecuul aan een AFM-tip gebonden, waarna we deze in een serieel proces, vergelijkbaar met een machinegereedschap, over het oppervlak hebben gesleept om een patroon aan te brengen.De elastomere stempel was echter een logische uitbreiding voor parallelle fabricage-toepassingen. Een van de belangrijkste aspecten van het protocol is het gebruik van het dubbellaagse moleculaire systeem. Het systeem stelt ons in staat om zowel oxidenvrije als organische substraten te patroneren en te functionaliseren.Idealiter moet de initiële primaire SAM een volledige terminatie van alle blootgestelde oppervlakteatomen bereiken en een dichtgepakt moleculair systeem vormen, waardoor het oppervlak kan worden beschermd tegen zowel oxidatie als degradatie. De secundaire toplaag moet terminale functionele groepen bevatten, die verder kunnen worden gemodificeerd via aanvullende chemische transformaties. De belangrijkste beperkingen voor de resolutie van traditionele microcontactprinten zijn de diffusie van het patroon en de moleculen.Onze methoden maken een chemische reactie mogelijk tussen een katalysator die momenteel op een stam is gemobiliseerd en een substraat dat aan silicium of germanium is gebonden. Dankzij deze eigenschappen maakt onze techniek de replicatie van zeer kleine kenmerken met een grootte van 100 nanometer in grotere mate mogelijk. Omdat de methode chemische patronen creëert, is het mogelijk om deze te functionaliseren via specifieke reacties met verschillende biologische en organische moleculen.Deze procedure vereist het gebruik van verschillende gevaarlijke chemicaliën, zoals fluorwaterstofzuur, nano chip-oplossing en fosforpentachloride. Bij het werken met deze reagentia is het belangrijk om de juiste beschermende kleding te dragen en in een goed geventileerde omgeving te werken. Het meest uitdagende deel van dit protocol is om de gechloreerde oppervlakken snel in de Grignard-oplossing over te brengen.Om hervorming van de oxidelaag te voorkomen, begint u met het voorbereiden van een siliciumwafer. Snijd deze in substraten van één centimeter vierkant, stof de substraten af en spoel ze met water en gefilterde ethanol. Verwijder vervolgens eventuele organische verontreinigingen door de siliciumsubstraten onder te dompelen in een glazen schaal met nanos.Stripoplossing verhit tot 75 °C. 15 minuten wachten en vervolgens spoelen. Reinig elk substraat met gedeïoniseerd gefiltreerd water.Dompel elk substraat vijf minuten onder in een 5% HF-oplossing om de natuurlijke oxidelaag te verwijderen en droog het oxidevrije silicium vervolgens met stikstof. Om een gechloreerd substraat te verkrijgen, wordt elk oxidevrij stuk silicium direct ondergedompeld in een scintillatiebuisje met twee milliliters verzadigd fosforpentachloride in chloorbenzeen. Nadat de reactie voltooid is.Laat de flesjes afkoelen op kamertemperatuur. Spoel elk oppervlak met chloorbenzeen en droog deze onder gefilterde stikstof. Plaats vervolgens elk gechloreerd siliciumoppervlak in een drukbestendig flesje dat vier milliliters propanolmagnesiumchloride bevat.Incubeer de drukvialen 24 uur lang bij 130 °C. Zodra de drukvialen zijn afgekoeld tot kamertemperatuur, spoelt u elk oppervlak snel af met dichloormethaan en ethanol en droogt u deze onder gefilterde stikstof, vergelijkbaar met de preparatie van het siliciumsubstraat. Snijd een germaniumwafer in vierkanten van één centimeter, verwijder het stof en spoel deze af met water en gefilterde ethanol met germanium.Verwijder organische verontreinigingen door de substraten gedurende 20 minuten onder te dompelen in een schaal met aceton. Dompel ze vervolgens gedurende 15 minuten onder in een 10% HCL-oplossing. Droog de substraten met stikstof en plaats elk gechloreerd oppervlak in een drukbuisje met vier milliliter octylmagnesiumchloride.Incubeer de flesjes 48 uur lang bij 130 °C. Laat de flesjes na incubatie afkoelen tot kamertemperatuur en spoel elke wafer snel af met dichloormethaan en ethanol. Droog de wafers onder gefilterde stikstof.Begin door een paar druppels NHS Diaz-oplossing op het methyl-getermineerde oppervlak te pipetteren. Laat de oplossing over het gehele oppervlak verspreiden. Plaats de oppervlakken gedurende 30 minuten onder een UV-lamp.Voeg vervolgens meer druppels NHS Diaz toe aan het oppervlak en laat de reactie gedurende nog 30 minuten doorgaan. Spoel de NHS-gemodificeerde oppervlakken met dichloormethaan en ethanol, en droog ze onder gefilterde stikstof.Ga vervolgens over tot het functionaliseren van de kleine moleculen. Analyseer tot slot de oppervlakken via XPS om de elementaire samenstelling te bepalen. Begin de voorbereiding van de stempel door natrium-taurocapto-ethaansulfonaat te mengen met 10 milliliters van een 4 N HCl-oplossing in dioxaan.Roer de oplossing gedurende twee minuten bij kamertemperatuur. Filtreer het natriumchloride via een fijn glasfilter en vervolgens via een 0,2 micron PTFE-membraan spuitfilter. Neem nu de heldere oplossing van tumor capto ethane s phonic acid in dioxaan en verdamp het dioxaan onder vacuüm.Laat het resulterende zuur reageren met twee milliliters van een prepolymerisch mengsel van polyurethaanacrylaat bij kamertemperatuur, en vervolgens onder vacuüm bij 50 °C. Zorg ervoor dat het mengsel volledig vrij is van ingesloten luchtbellen om de succesvolle polymerisatie van het prepolymerische mengsel te waarborgen. Het is belangrijk om het mengsel nooit te verhitten tijdens de reactie met mij.Voeg CAPTA en fenolzuur toe en zet het vacuüm op om te ontgassen. Giet de oplossing, terwijl deze nog viskeus is, op de siliconen mastermatrijs en dek deze af met een plat glasplaatje dat is omwikkeld met parafilm. Hard vervolgens de mal uit door deze bloot te stellen aan UV-licht. Verwijder na polymerisatie het glasplaatje en de parafilm en pel de stempel voorzichtig van de master af; snijd de stempel op het juiste formaat en was deze met ethanol en water.Droog het vervolgens met gefilterde stikstof. De volgende stap is de belangrijkste stap van het protocol. Plaats de stempel bovenop het NHS-gemodificeerde substraat zonder externe belasting om ze samen te houden.Verschuif de stempel niet en oefen geen overmatige druk uit. Wacht één minuut, spoel vervolgens het substraat en de stempel af met ethanolwater en daarna opnieuw met ethanol, gevolgd door drogen onder gefilterde stikstof. Bewaar de stempels bij kamertemperatuur om het geproduceerde patroon te analyseren.Gebruik laterale atoomkrachtmicroscopie in contactmodus en scanning elektronenmicroscopie. In deze stap mobiliseren we GFP naar het gepatrooneerde siliciumoppervlak. We beginnen eerst met het modificeren van de geactiveerde ester met een NTA-derivaat, om vervolgens het HIIN-tag-eiwit via nikkelchelatie op het oppervlak te immobiliseren.In deze stap is het belangrijk om het biomolecuul van belang op de juiste temperatuur te houden om ongewenste degradatie te voorkomen. Om proteïnen aan het NHS-patroon op het bifunctionele substraat te hechten, wordt dit ondergedompeld in een oplossing van lysine, nnn dia athetic acid en triethylamine. Spoel de substraten na een uur af met water, gevolgd door ethanol.Incubeer de substraten nu vijf minuten in een chelerende oplossing van nikkelsulfaat. Spoel de substraten vervolgens af met water en bindingsbuffer, gevolgd door het onderdompelen ervan in een bad van ijskoude GFP-oplossing. Spoel de substraten een uur later af met dezelfde bindingsbuffer, gevolgd door een spoeling met PBS.Bewaar de substraten vervolgens in PBS bij 0 °C voorafgaand aan de analyse. Analyseer ten slotte de oppervlakken via fluorescentiemicroscopie om de GFP-gemodificeerde gebieden te visualiseren. Zachte B-lithografische nanopatterning werd gebruikt om chemoselectieve patronen te creëren op oxidevrij silicium; op germanium leidt de reactie tussen het NHS-gefunctionaliseerde substraat in de katalytische patroonstempel tot de hydrolyse van NHS-groepen in gebieden van conformationeel contact, wat resulteert in een patroon van functionele substraatregio's met NHS-geactiveerde en vrije carbonzuren.Vanwege het diffusievrije karakter van de methode ligt de resolutie dicht bij die van fotolithografie, zoals blijkt uit structuren van 125 nanometer. Deze structuren werden uniform gereproduceerd over het gehele oppervlak van het siliciumsubstraat. De afmetingen van de geprinte structuren waren identiek aan die in de corresponderende siliciummaster en de katalytische stempel.Opmerkelijk is dat de katalytische stempel meerdere keren kan worden hergebruikt zonder verlies van efficiëntie. Chemoselectieve functionalisatie van patroons halfgeleiders werd bereikt door gebruik te maken van de differentiële reactiviteit van geactiveerde en vrije carboxylzuren. Eerst werden niello trice zuur-getermineerde heterobifunctionele linkers bevestigd aan de NHS-gefunctionaliseerde regio's en vervolgens werd het resulterende NHS-patroonoppervlak gebruikt als template voor de selectieve aanhechting van hexa histamine tag G-F-P-N-H-S patroon.Silicium werd chemisch gefunctionaliseerd met eiwitmoleculen. Met deze aanpak was onder fluorescentiemicroscopie een duidelijk intensiteitsverschil zichtbaar tussen de GFP-gemodificeerde en de gehydrolyseerde vrije carbonzuurgebieden. De grootte en vorm van de gerepliceerde structuren zijn consistent tussen zowel de NHS-gepatroneerde als de GFP-gemodificeerde oppervlakken, wat de uitzonderlijke stabiliteit van koolstofgepassiveerde oppervlakken en de selectiviteit van de stamping-methode bevestigt.Het gepresenteerde protocol is een vorm van inktloze microcontactprinten die universeel kan worden toegepast op elk substraat dat in staat is eenvoudige, goed geordende monolagen te ondersteunen. Omdat het proces niet afhankelijk is van inktoverdracht van stempel naar oppervlak, wordt de diffusieve resolutiebeperking van traditionele en reactieve microcontactprinten geëlimineerd.Maakt routinematige vervaardiging van nanoschaalobjecten mogelijk. De incorporatie van een primair, zeer geordend moleculair systeem biedt volledige bescherming van de onderliggende halfgeleider tegen oxidatieschade. De vorming van CHE selectieve patenten biedt specifiek opgeloste aanhechtingspunten voor een verscheidenheid aan biologische en organische moleculen.Door gebruik te maken van verschillende activiteiten van vrije en geactiveerde carc-cases, waren we in staat om histo-intacte eiwitten op de gecreëerde patronen te mobiliseren. Deze methode is echter niet beperkt tot histo-intacte eiwitten en kan ook worden gebruikt om andere biomoleculen, zoals DNA's en antilichamen, te immobiliseren. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe gepassiveerd silicium of germanium kan worden gemodificeerd met een moleculair systeem en een katalytisch patroon.De NHS-gemodificeerde substraten. Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om in een schone, stofvrije omgeving te werken. Het is daarnaast essentieel om de nodige veiligheidsvoorschriften na te leven bij het werken met gevaarlijke materialen zoals HF en nanos.Stripp.

soft-lithographic-functionalization-patterning-oxide-free-silicon

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

Dit protocol beschrijft een microfabrication-compatible methode voor cel-patroon op SiO 2. Een vooraf gedefinieerde Parylene-C ontwerp wordt fotolithografische gedrukt op SiO 2 wafels. Na incubatie met serum (of andere activering oplossing) cellen specifiek hechten aan (en te groeien volgens de conformiteit van) onderliggende parylene-C, terwijl wordt afgestoten door SiO 2 regio's.

Cel Patterning op fotolithografisch Defined Parylene-C: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Substrates

Dit artikel introduceert een 3D additief micromanufacturing strategie (zogenaamde "micro-metselwerk ') voor de flexibele productie van micro-elektromechanische systeem (MEMS) structuren en apparaten. Deze benadering houdt in transfer-printing gebaseerd assemblage van micro / nanoschaal materialen in combinatie met een snelle thermische-gloeien ingeschakeld materiaal verbindingstechnieken.

Micro-metselwerk voor 3D Additive micromanufacturing

Het fabricageproces en experimentele karakteriseringstechnieken die relevant zijn voor enkele-elektronpompen op basis van silicium metaal-oxide-halfgeleider kwantumdots worden besproken.

Silicon metaal-oxide-halfgeleider Quantum Dots voor Single-electron Pumping

Dit rapport beschrijft een eenvoudige, gemakkelijk uit te voeren techniek, met behulp van lagedrukvacuüm, om microfluïdische kanalen te vullen met cellen en substraten voor biologisch onderzoek.

Een veelzijdige methode van patroonvorming Eiwitten en cellen

Presenteren we een gedetailleerde methode om een vervormbare laterale NIPIN fototransistor array voor gebogen beeldsensors. De fototransistor matrix met een open mesh-formulier, dat is samengesteld uit dunne silicium-eilanden en rekbare metalen interconnectoren, biedt flexibiliteit en rekbaarheid. De parameter analyzer kenmerkt de elektrische eigenschap van de gefabriceerde fototransistor.

Fabricage van flexibele beeldsensor op basis van laterale NIPIN fototransistoren

Oppervlakte fabricage methoden voor patroon afzetting van nanometer dik borstels of micron dik, kruisverwijzende films van een azlactone blok co-polymeer worden gemeld. Kritische experimentele stappen, representatieve resultaten en beperkingen van elke methode worden besproken. Deze methoden zijn handig voor het creëren van functionele interfaces met op maat gemaakte fysieke kenmerken en afstembare oppervlakte reactiviteit.

Fabriceren van reactieve oppervlakken met borstel-achtige en kruisverwijzende Films van Azlactone-matiemaatschappij blok co-polymeren

Theoretische berekening en experimentele verificatie worden voorgesteld voor een vermindering van de threading dislocatie (TD) dichtheid in germanium epitaxiale lagen met semicylindrische holtes op silicium. Berekeningen op basis van de interactie van TD's en oppervlak via beeldkracht, TD-metingen en transmissie-elektronenmicroscoopwaarnemingen van TD's worden gepresenteerd.

Theoretische berekening en experimentele verificatie voor dislocatiereductie in Germanium epitaxiale lagen met semicylindrische holtes op silicium

Dit werk presenteert microfabricageprotocollen voor het bereiken van holtes en pilaren met reentrant- en dubbelreentrantprofielen op SiO2/Si wafers met behulp van fotolithografie en droge etsen. Resulterende microtextuur oppervlakken tonen opmerkelijke vloeibare pellence, gekenmerkt door robuuste lange termijn beknelling van lucht onder bevochtigende vloeistoffen, ondanks de intrinsieke natheid van silica.

Rendering SiO2/Si Surfaces Omniphobic door Carving Gas-Entrapping Microtextures Bestaande uit Reentrant en Dubbel Reentrant Cavities of Pilaren

Een protocol voor metaalondersteunde chemische inprenting van 3D-microschaalkenmerken met vormnauwkeurigheid van minder dan 20 nm in vaste en poreuze siliciumwafers wordt gepresenteerd.

Metaalondersteunde elektrochemische nano-afdruk van poreuze en vaste siliciumwafers

Dit werk presenteert een gedetailleerd protocol voor de microfabrication van nanogestructureerde α-kwarts cantilever op een Silicon-On-Insulator (SOI) technologiesubstraat beginnend bij de epitaxiale groei van kwartsfilm met de dipcoatingmethode en vervolgens nanostructuratie van de dunne film via nanoimprintlithografie.

Epitaxiale nanogestructureerde α-quartzfilms op silicium: van materiaal tot nieuwe apparaten

Leer zacht lithografisch patroonvorming van oxide-vrij silicium en germanium met reactieve organische monolagen. Deze methode beschermt oppervlakken tegen oxidatie en maakt nauwkeurige functionele oppervlakken.

Zacht Lithografische functionalisering en patroonvorming Oxide-vrij silicium en germanium

Meer video's verkennen