Demonstramos a fabricação de matrizes de periódicos nanocup ouro usando técnicas litográficas coloidais e discutir a importância dos filmes nanoplasmonic.
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Artigo de método
Fabricação de matrizes de periódicos Nanocup ouro usando litografia coloidal
Neste artigo
Resumo
Resumo
Nos últimos anos, o campo de plasmonics explodiu como pesquisadores demonstraram excitantes aplicações relacionadas com a química e a óptica sensoriamento em combinação com novas técnicas de nanofabricação. Um plasmon é um quantum de oscilação de densidade de carga que empresta a nanoescala metais como ouro e prata exclusivos propriedades óticas. Em particular, nanopartículas de ouro e prata apresentam oscilações de densidade de carga de ressonâncias-coletivo de plasmon de superfície localizadas na superfície de nanopartículas-ao espectro visível. Aqui, focalizamos a fabricação de matrizes periódicas de nanoestruturas plasmônico anisotrópicas. Estas estruturas meia-concha (ou nanocup) podem exibir adicional única luz de flexão e dependente da polarização propriedades ópticas que nanoestruturas isotrópica simples não podem. Os pesquisadores estão interessados na fabricação de matrizes periódicas de nanocups para uma ampla variedade de aplicações, tais como aparelhos ópticos de baixo custo, superfície-enhanced Raman dispersando e indicação da calcadeira. Apresentamos uma técnica escalável baseada em litografia coloidal, em que é possível fabricar facilmente grandes matrizes periódicas de nanocups usando a rotação-revestimento e auto montada nanoesferas poliméricas comercialmente disponíveis. Microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia ótica do visível ao infravermelho (infravermelho próximo) foi realizada para confirmar o sucesso nanocup fabricação. Concluímos com uma demonstração da transferência de nanocups para uma película adesiva flexível, conformal.
Introdução
O surgimento de plasmonics em conjunto com técnicas de síntese e nanofabricação melhorada ter trazido sobre uma ampla variedade de tecnologias excitantes tais como sub difração limitada os circuitos, detecção avançada de química ede sensoriamento óptico 1 ,2,3. Neste protocolo, demonstramos uma técnica escalável e de custo relativamente baixo capaz de fabricar nanopatterned plasmônico substratos usando nanoesferas poliméricas comercialmente disponíveis e uma etapa de condicionamento seguido por deposição de metal. Ao contrário de outras técnicas para fabricar nanopatterned d....
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Protocolo
1. preparação de material
- coloque vários wafers de silício de 2 pol. em um portador de quartzo para limpeza e carregar os wafers de silício para o sistema de condicionamento de plasma. Bomba a câmara de vácuo para baixo até que ele atinja pelo menos 75 mTorr. Isto pode levar alguns minutos.
- Começar o fluxo de gás de O 2 (30 sccm) e permitir que a pressão estabilizar. Defina o tempo de gravar a 15 min. Uma vez que a pressão da câmara se estabilizou iniciar plasma radiofrequência (RF) 13,56 MHz 250 W.
Nota: Este passo limpa os wafers de silício de qualquer orgânica contamina e functionalizes a superfície com hidroxilados (-OH) part....
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Resultados
Nanocups de ouro foram preparadas usando 170 nm de diâmetro nanoesferas poliestireno. Após recozimento por 2 min a 107 ° C e gravura com um 75 W, 20 sccm O2 plasma para 165 s, o filme resultante foi caracterizado usando SEM (Figura 1). Para avaliar a qualidade do filme girar-fundido, óptica microscopia-além de inspeção visual-maio ser usado (Figura 2). Filmes de alta qualidade devem ser essencialmente livres de defeito.......
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Discussão
Este protocolo demonstra uma técnica eficiente e de baixo custo para a fabricação de matrizes periódicas de plasmônico nanocups ouro. Esta técnica é particularmente vantajosa porque evita série descendente processos tais como litografia de feixe de elétrons ou feixe de íon focalizado de trituração. A técnica apresentada mostra que nanoesferas poliméricas comercialmente disponíveis podem ser montadas self de uma maneira simples para servir como um modelo de tamanho nano para processamento adicional.
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Divulgações
Os autores não têm nada para divulgar.
Agradecimentos
Esta pesquisa foi realizada no laboratório nacional Noroeste Pacífico (PNNL), que é operado pelo Battelle Memorial Institute para o departamento de energia (DOE) sob o n º do contrato DE-AC05-76RL01830. Os autores reconhecem com gratidão apoio do departamento de estado dos EUA, através do fundo de ativos de verificação chave (V fundo) sob SIAA15AVCVPO10 de acordo interinstitucional.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Microesferas de poliestireno | Bangs Laboratories, Inc. | PS02N | 170 nm - 580 nm de diâmetro |
| Bolachas de silício | El-CAT, Inc. | 3489 | 300 mm de espessura, um lado polido [100] |
| Fita adesiva | 3M | Scotch 600 | |
| Spin coater | Laurell | WS-650-23B | |
| Gravador de plasma | Nordson March | AP-600 | |
| Microespectrofotômetro | CRAIC | 380-PV | |
| Sonicator | VWR | 97043-932 | |
| Frascos de cintilação | Wheaton | 986734 | |
| filtro de seringa de 5 um | Millex | SLSV025LS | |
| Gás oxigênio | Oxarc | PO249 | Grau industrial 99,5% de pureza |
| Bomba de vácuo | Kurt J. Lesker | Edwards 28 | |
| Seringas descartáveis | Air Tite Products Co. | 14-817-25 | 1 mL de capacidade |
| de água | Sigma-Aldrich | W4502 |
Referências
- Fang, Y., Sun, M. Nanoplasmonic waveguides: towards applications in integrated nanophotonic circuits. Light Sci Appl. 4, e294(2015).
- Li, J. F., Anema, J. R., Wandlowski, T., Tian, Z. Q. Dielectric shell isolated and graphene shell isolated nanoparticle enhanced Raman spectroscopies and their applications. C....
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Reimpressões e permissões
