Zacht Lithografische functionalisering en patroonvorming Oxide-vrij silicium en germanium

Dit protocol laat zien hoe oxidevrij silicium in germanium met reactieve organische monolagen kan worden gepatroond met behulp van een zeer efficiënt en operationeel eenvoudig afdrukprotocol. Selectieve functionering van de patroonsubstraten met zowel kleine moleculen als eiwitten wordt ook gedemonstreerd. De eerste stap van het protocol is om covalent gemodificeerde silicium- of germaniumsubstraten te wijzigen met een zeer stabiele primaire organische monolaag.

Dit beschermt de onderliggende anorganische organische interface tegen reactieve degradatie en oxidatieve schade. De covalent gekoppelde in hydroxy smide Ester overlaag wordt gevormd om latente hydrolytische en reactieve functionaliteiten te bieden Als tweede stap worden de uniforme bilagige NHS-gemodificeerde substraten gepatroond door katalytisch micro contact afdrukken met behulp van een patroon-zwavelzuur gemodificeerd elastomerisch stempel. Contact met het stempel hydrolyseert NHS-groepen, waardoor patronen worden gevormd van chemisch verschillende NHS-geactiveerde en vrije carbonzuren. Vervolgens worden de patroonsubstraten gefunctionaliseerd met kleine organische moleculen en eiwitten.

Deze stap wordt voltooid door eerst NI Trello te fixeren. Tri acetaat getermineerde hetero functionele koppelingen naar de NHS-gefunctioneerde gebieden en ten tweede door selectieve bevestiging van hexa histamine getagd groen fluorescerend eiwit. De aanpak produceert uitstekende resultaten met patronen van differentiële fluorescentie-intensiteit die vrij duidelijk zijn in een patroon van integriteit dat opmerkelijk stabiel is na meerdere oppervlaktemodificaties.

Dus het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden is de nauwkeurigheid. Het patroon wordt echt gecontroleerd door de nauwkeurigheid van de stempel zelf in tegenstelling tot diffusie. Het project werd oorspronkelijk geïnitieerd vanuit het idee dat patroontechnieken die berusten op katalytische reactie in plaats van eenvoudige depositie talrijke voordelen moeten hebben.

Ten eerste worden de katalysatoren niet geconsumeerd in de reactie en kunnen ze meerdere keren worden gebruikt. In tegenstelling tot traditioneel afdrukken of deponeren waarbij u continu nieuwe patroonmaterialen moet leveren. In ons vroege werk hebben we eigenlijk een katalysatormolecuul aan een A FM-tip vastgemaakt en vervolgens dat langs het oppervlak in een seriële proces zoals een machinegereedschap getrokken om te patroon.

Maar de elastomerische stempel was een logische uitbreiding voor parallelle fabricagetoepassingen Ready. Een van de belangrijkste aspecten van het protocol is het gebruik van het Bilayered moleculaire systeem. Het systeem stelt ons in staat om zowel oxidevrije als organische substraten te wijzigen en te functioneren.

Idealiter zou de initiële primaire Sam alle blootgestelde atomen van het oppervlak moeten beëindigen en een dicht gepakt moleculair systeem moeten vormen, dat het oppervlak kan beschermen tegen zowel oxidatie als degradatie. De secundaire overlaag moet terminale functionele groepen bevatten, die verder kunnen worden gemodificeerd met aanvullende chemische transformaties. De belangrijkste beperkingen voor de resolutie van traditioneel micro contact afdrukken is de diffusie van het patroon en de moleculen.

Onze methoden licentie een chemische reactie tussen een katalysator die momenteel wordt gemobiliseerd op een stam en een substraat dat is bevestigd aan silicium of germanium. Vanwege deze eigenschappen, experimenteert onze techniek met replicatie van zeer kleine 100 nanometer grootte kenmerken meer. Of omdat de methode chemische patronen creëert, is het mogelijk om ze te functioneren door 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 greenard-oplossing te verplaatsen.

Om hervorming van de oxidelaag te voorkomen, begin met het voorbereiden van een silicium een 11 wafer. Snijd het in substraten van één centimeter vierkant, stoft de substraten af en spoelt ze af met water en gefilterd ethanol. Verwijder vervolgens elke organische besmetting door de siliciumsubstraten onder te dompelen in een glazen schaal met nanos.

Stripoplossing verwarmd tot 75 graden Celsius. Wacht 15 minuten en spoel af. Reinig elke substraat met gedeïoniseerd gefilterd water.

Geef elke substraat een bad van vijf minuten in een 5%HF-oplossing om de inheemse oxidelaag te verwijderen en droog vervolgens het oxidevrije silicium met stikstof. Om een gechloreerd substraat te produceren, dompelt u elk oxidevrij siliciumstuk onmiddellijk onder in een scintillatieglas met twee milliliters verzadigd fosforpentachloride in chloorbenzeen. Nadat de reactie is voltooid.

Laat de flesjes afkoelen op kamertemperatuur. Spoel elk oppervlak af met chloorbenzeen en droog onder gefilterde stikstof. Plaats vervolgens elk gechloreerd siliciumoppervlak in een drukvles met vier milliliter propanolmagnesiumchloride.

Incubeer de drukflessen gedurende 24 uur bij 130 graden Celsius. Zodra de drukflessen zijn afgekoeld tot kamertemperatuur, spoel elk oppervlak snel met di chloormethaan en ethanol en droog onder gefilterde stikstof zoals de voorbereiding van siliciumsubstraat. Snijd een germanium wafer in vierkantjes van één centimeter en stoft en spoelt met water en gefilterd ethanol met germanium.

Verwijder organische verontreinigingen door de substraten 20 minuten in een schaal met aceton te onderdompelen. Dompel ze vervolgens 15 minuten in een 10%HCL-oplossing. Droog de substraten met stikstof en plaats elk gechloreerd oppervlak in een drukvles met vier milliliter octaal magnesiumchloride.

Incubeer de flesjes gedurende 48 uur bij 130 graden Celsius. Laat na de incubatie de flesjes afkoelen tot kamertemperatuur en spoel elk wafer snel af met di chloormethaan en ethanol. Droog de wafels onder gefilterde stikstof.

Begin met het pipetten van een paar druppels NHS Diaz-oplossing op de methyltermineerde. Laat de oplossing zich over het hele oppervlak verspreiden. Plaats de oppervlakken gedurende 30 minuten onder een UV-lamp.