Opisano wytwarzanie elektrycznie adresowalnych, o wysokim współczynniku proporcji (> 1000:1) metalowych nanodrutów oddzielonych przerwami pojedynczych nanometrów przy użyciu albo warstw protektorowych aluminium i srebra, albo samoorganizujących się monowarstw jako szablonów. Te struktury nanoszczelinowe są wytwarzane bez pomieszczenia czystego lub jakichkolwiek procesów litograficznych wykorzystujących wiązkę foto- lub elektronów za pomocą litografii krawędziowej znanej jako nanoskiving.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Wytwarzanie nanoluk za pomocą Nanoskiving
W tym artykule
Podsumowanie
Streszczenie
Istnieje kilka metod wytwarzania nanoszczelin z kontrolowanymi odstępami, ale precyzyjna kontrola nad sub-nanometrowymi odstępami między dwiema elektrodami - i generowanie ich w praktycznych ilościach - jest nadal wyzwaniem. Przygotowanie elektrod nanogap za pomocą nanoskivingu, który jest formą litografii krawędziowej, jest szybką, prostą i wydajną techniką. Metoda ta jest całkowicie mechanicznym procesem, który nie obejmuje żadnych etapów litografii światłem lub wiązką elektronów i nie wymaga żadnego specjalnego sprzętu ani infrastruktury, takiej jak pomieszczenia czyste. Nanoskiving służy do wytwarzania elektrycznie adresowalnych nanoszczelin z kontrolą nad wszystkimi trzema wymiarami; najmniejszy wymiar tych struktur jest określony przez grubość warstwy protektorowej (Al lub Ag) lub samoorganizujących się monowarstw. Przewody te można pozycjonować ręcznie, transportując je na kroplach wody i są one bezpośrednio adresowalne elektrycznie; Nie jest wymagana dalsza litografia, aby podłączyć je do elektrometru.
Wprowadzenie
Ten artykuł opisuje wytwarzanie elektrycznie adresowalnych nanodrutów ze złota o wysokim współczynniku kształtu, oddzielonych przerwami pojedynczych nanometrów, przy użyciu próżniowo osadzanego aluminium i srebra jako protektorowych warstw dystansowych dla przerw > 5 nm i samoorganizujących się monowarstw (SAM) alkanedithioli dla przerw tak małych jak 1,7 nm. Wytworzyliśmy te nanostruktury bez pomieszczenia czystego lub jakichkolwiek procesów fotolitograficznych, dzieląc struktury warstwowe ze złota oddzielone przekładką protektorową za pomocą ultramikrotomu, formy litografii krawędziowej znanej jako nanoskiving. 1-3 Ta metoda polega na połączeniu osadzania....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół
1. Przygotowanie bloku do podziału na sekcje
-
Poddaj 3-calową
- płytkę krzemową klasy technicznej działaniu środka do czyszczenia plazmą powietrzną przez 30 sekund, a następnie wystaw ją na działanie oparów (tridekafluoro-1,1,2,2,-tetrahydrooktylo)trichlorosilanu przez godzinę. nuta: Ten krok jest konieczny przed krokiem 1.4, aby zapobiec przywieraniu żywicy epoksydowej do płytki krzemowej.
- Umieść warstwę złota (zwykle o grubości 100 nm, która określa szerokość drutów) przez teflonowy master (który określa długość powstałych drutów; 0,5 mm, 1 mm lub 1,5 mm) na wstępnie obrobionej płytce krzemowej.
- Przykryj całą płyt....
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wyniki
Struktury z nanoprzerwami przygotowaliśmy poprzez wprowadzenie dwóch metalicznych warstw poświęcalnych jako przekładek: aluminium i srebra. Warstwy te poddaliśmy trawieniu, aby uzyskać przerwy o pożądanej grubości. Zgodnie z opisem w sekcji Protocol, po sekcjonowaniu struktury zawierające srebro poddaliśmy działaniu plazmy tlenowej, a struktury zawierające aluminium – wodnego roztworu HCl. Na Rysunku 2 przedstawiono mikrografie z rozpylnego mikroskopu elektronowego (SEM) otrzymanych nanodrutów z separacj.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Dyskusja
W tym artykule zademonstrowaliśmy wytwarzanie struktur nanogap za pomocą nanoskivingu. Ta eksperymentalnie prosta metoda umożliwia wytwarzanie nanostruktur w tempie około jednej na sekundę, z kontrolą nad wszystkimi trzema wymiarami. Wielkość szczeliny jest definiowana przez włączenie warstw protektorowych aluminium i srebra lub samoorganizujących się monowarstw ditioli (co zapewnia rozdzielczość tak małą jak A). Nanostruktury mogą być umieszczane ręcznie na dowolnym podłożu i są bezpośrednio adresowalne elektrycznie, co.......
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Oświadczenia
Nie stwierdzono konfliktu interesów.
Podziękowania
Ta praca jest częścią Wspólnego Programu Solarnego (JSP) Hyet Solar i Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie FOM, który jest częścią Holenderskiej Organizacji Badań Naukowych (NWO).
....Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Materiały
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Odczynnik/Materiał | |||
| Epofix żywica epoksydowa | Mikroskopia elektronowa | 1232 | |
| Sciences | |||
| Gold | Schone Edelmetaal B.V | ||
| Aluminium | Umicore Materials AG | ||
| Silver | Umicore Materials AG | ||
| ( tridekafluoro-1,1,2,2, | ABCR GmbH co. KG | 78560-45-9 | |
| -tetrahydrooktylo) | |||
| trichlorosilan | |||
| ,12-dodekanedytiol | Syntetyzowany | Według: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,14-tetradecanedithiol | syntetyzowany w domu | Według: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,16-hexadecanedithiol | syntetyzowany w domu | Według: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| Equipment | |||
| System osadzania termicznego | domowej budowy | ||
| Ultramicrotome | Leica Microsystems | ||
| Nóż Dimanod ultra 35 | Diatome | DU3540 | |
| Nóż Dimanod ultra 45 | Scimed GMBH | ||
| Skaningowy mikroskop elektronowy | JOEL | ||
| Miernik źródłowy | Keithley | ||
| Tabela 1. Tabele poszczególnych odczynników i sprzętu. |
Bibliografia
- Lipomi, D. J., Martinez, R. V., Whitesides, G. M. Use of thin sectioning (nanoskiving) to fabricate nanostructures for electronic and optical applications. Angew. Chem. Int. Ed. 50 (37), 8566-8583 (2011).
- Xu, Q., Rioux, R. M., Dickey, M. D., Whitesides, G. M.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedruki i uprawnienia
