Gdy czyste płytki krzemowe stykają się ze sobą w RT, są przyciągane do siebie przez siły van der Waalsa i tworzą słabe lokalne wiązania. To wiązanie można znacznie wzmocnić przez wyżarzanie w wyższych temperaturach5,6. Klejenie można z powodzeniem wykonać zarówno z powierzchniami SiO2 do Si, jak i SiO2 do SiO2. Klejenie płytek krzemowych jest najczęściej stosowane w przypadku krzemu na urządzeniach izolacyjnych, czujnikach i siłownikach na bazie krzemu oraz urządzeniach optycznych7. Opisana tutaj praca polega na bezpośrednim łączeniu płytek w innym kierunku, wykorzystując je do uzyskania dobrze zdefiniowanych, równomiernie rozmieszczonych obudów na całej powierzchni płytki8,9. Posiadanie dobrze zdefiniowanej geometrii, do której można wprowadzić płyn, pozwala na wykonanie pomiarów w celu określenia wpływu uwięzienia na właściwości płynu. Przepływy hydrodynamiczne można badać tam, gdzie mały wymiar może być kontrolowany od kilkudziesięciu nanometrów do kilku mikrometrów.
SiO2 może być uprawiany na płytkach Si przy użyciu mokrego lub suchego procesu termicznego tlenkowania w piecu. SiO2 można następnie modelować i trawić według uznania przy użyciu technik litograficznych. Wzory, które zostały wykorzystane w naszej pracy, to m.in. wzór szeroko rozstawionych słupków wsporczych, który powstaje po połączeniu w geometrii płaskiej lub foliowej (patrz rysunek 1). Mamy również wzorzyste kanały dla charakterystyk jednowymiarowych oraz tablice pól, albo o wymiarze (1 μm)3, albo (2 μm)3 wymiar1 (patrz rysunek 2). Projektując zamknięcie z pudełkami, zwykle 10-60 milionów na płytce, musi istnieć sposób na wypełnienie wszystkich pojedynczych pudełek. Pozwala na to oddzielny wzór górnej płytki z konstrukcją odstającą od dwóch płytek o 30 nm lub więcej. Lub, równoważnie, płytkie kanały można zaprojektować na górnej płytce tak, aby wszystkie pudełka były połączone. Grubość tlenku wyhodowanego na górnej płytce różni się od grubości dolnej płytki. Dodaje to projektowi kolejny stopień elastyczności i złożoności. Możliwość modelowania obu płytek pozwala na realizację większej różnorodności geometrii uwięzienia.
Rozmiar cech geometrycznych w tych połączonych płytkach lub komórkach może się różnić. Ogniwa z płaskimi warstwami o wielkości zaledwie 30 nm zostały z powodzeniem wykonane10,11. Przy grubościach poniżej tej wartości może dojść do nadmiernego klejenia, w wyniku którego płytki wyginają się wokół słupków wsporczych, "uszczelniając" w ten sposób ogniwo. Ostatnio przeprowadzono serię pomiarów na cieczy 4He z układem pudełek (2 μm)3 o różnej odległości separacji między nimi10,12. Cechy znacznie większe niż 2 μm nie są zbyt praktyczne ze względu na wydłużający się czas potrzebny do wyhodowania tlenku. Jednak pomiary zostały wykonane z tlenkiem o grubości nawet 3,9μm9. Ograniczenia małości wymiaru bocznego wynikają z ograniczeń możliwości litografii. Granica wielkości wymiaru bocznego zależy od wielkości płytki. Udało nam się stworzyć płaskie komórki, w których wymiar boczny obejmował prawie całą średnicę płytki, ale równie dobrze można sobie wyobrazić modelowanie kilku mniejszych struktur o szerokości rzędu kilkudziesięciu nanometrów. Jednak takie konstrukcje wymagałyby litografii wiązką elektronów. Do tej pory tego nie zrobiliśmy.
We wszystkich naszych pracach połączone płytki tworzyły szczelną obudowę. Osiąga się to poprzez utrzymanie w wzorzystym tlenku stałego pierścienia SiO2 o szerokości 3-4 mm na obwodzie płytki, patrz rysunek 1. To, po sklejeniu, tworzy szczelne uszczelnienie. Projekt ten można by łatwo zmodyfikować, gdyby ktoś był zainteresowany badaniami hydrodynamicznymi, które wymagają danych wejściowych i wyjściowych.
Ciśnienie rozrywające połączonych komórek również zostało przetestowane. Odkryliśmy, że w przypadku płytek o grubości 375 μm można zastosować ciśnienie do około dziewięciu atmosfer. Nie badaliśmy jednak, w jaki sposób można to poprawić, wiążąc na większych obszarach tlenkowych lub, być może, w przypadku grubszych płytek.
Procedura łączenia ogniw krzemowych z linią napełniania oraz techniki pomiaru właściwości uwięzionego helu w niskiej temperaturze są podane w Mehta et al. 2 oraz Gasparini i wsp.13 Zauważamy, że zmiany wymiaru liniowego krzemu wynoszą tylko 0,02% po schłodzeniu ogniw14. Jest to nieistotne dla wzorców powstałych w RT.