Neste trabalho, fluxo Dieletroforese assistida é demonstrado para a auto-montagem de dispositivos de nanofios. A fabricação de um transistor de efeito de campo de nanofios de silício é mostrada como um exemplo.
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Artigo de método
Dieletroforese assistida por fluxo: Um método de baixo custo para a fabricação de dispositivos de solução-processable nanofio de alto desempenho
Neste artigo
Resumo
Resumo
Fluxo-assistida Dieletroforese (DEP) é um eficiente método Self-assembly para o controlável e reprodutíveis posicionamento, alinhamento e seleção de nanofios. DEP é usado para análise de nanofios, caracterização e baseados em solução fabricação de dispositivos semicondutores. O método trabalha aplicando um campo elétrico alternado entre eletrodos metálicos. A formulação de nanofio é então solto sobre os eletrodos que estão sobre um plano inclinado para criar um fluxo da formulação usando a gravidade. Os nanofios então alinham ao longo do gradiente do campo elétrico e na direção do fluxo de líquido. A frequência do campo pode ser ajustada para selecionar os nanofios com condutividade superior e menor densidade de armadilha.
Neste trabalho, assistida por fluxo DEP é usado para criar o nanofio transistores de efeito de campo. Fluxo-assistida DEP tem várias vantagens: permite a seleção de nanofios Propriedades elétricas; controle de nanofios de comprimento; colocação de nanofios em áreas específicas; controle de orientação de nanofios; e o controle de densidade de nanofios no dispositivo.
A técnica pode ser expandida para muitas outras aplicações, tais como sensores de gás e interruptores de microondas. A técnica é eficiente, rápido, reprodutível, e ele usa uma quantidade mínima de solução diluída, tornando-a ideal para o teste de novos nanomateriais. Montagem de escala da bolacha de nanofios dispositivos também pode ser alcançada usando esta técnica, permitindo que um grande número de amostras para testes e aplicações electrónicas de grande-área.
Introdução
Assembly controlável e reprodutível de nanopartículas em locais predefinidos substrato é um dos principais desafios em dispositivos de eletrônicos e fotônicos solução-processado, utilizando nanopartículas de semicondutores ou de condução. Para dispositivos de alto desempenho, também é altamente benéfico para ser capaz de selecionar as nanopartículas com tamanhos preferenciais e particulares propriedades eletrônicas, incluindo, por exemplo, alta condutividade e baixa densidade de Estados de superfície armadilha. Apesar dos progressos significativos no crescimento de nanomateriais, incluindo materiais de nanofios e nanotubos, algumas variações de nanopartículas propried....
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Protocolo
Cuidado: Todos os procedimentos a menos que caso contrário declarado ocorrem em uma sala limpa avaliações de meio ambiente e risco ter sido feito para garantir a segurança durante os nanofios e produtos químicos de tratamento. Nanomateriais podem ter um número de implicações para a saúde que são como de ainda desconhecidas e assim devem ser tratadas com apropriado conta21.
Nota: O processo começa com a preparação de substratos, seguido pelos primeiros passos de deposição de fotolitos e metal para definir os contatos do DEP. Os nanofios são depois montados através de DEP... e um passo adicional opcional deposição foto....
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Resultados
Resultados de fotolitografia BICAMADA em limpo agudamente definidas eletrodos. No exemplo (figura 1A), inter digitated dedo estrutura foi usada com um comprimento de canal de 10 µm. Estas estruturas permitem que uma grande área montar o número máximo de nanofios, quando a força DEP é aplicada. A figura 1B mostra um diagrama esquemático de um dispositivo de nanofios FET de fundo-portão.
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Discussão
A fabricação bem sucedida e o desempenho dos dispositivos dependem de vários fatores-chave. Estes incluem o nanofio densidade e distribuição na formulação, a escolha do solvente, a frequência de DEP e o controle do número de nanofios presentes no dispositivo eletrodos1.
Um dos passos essenciais na consecução de dispositivos de trabalho repetitivo é a preparação de uma formulação de nanofios sem clusters ou grupos. A formulação pode ser sonicated antes da DEP para reduzi.......
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Divulgações
Os autores confirmam que não há nenhum conflito de interesses.
Agradecimentos
Os autores gostaria de agradecer ESPRC e BAE sistemas de apoio financeiro e Prof Brian A. Korgel e seu grupo para o fornecimento de SFLS crescido nanofios de silício utilizados neste trabalho.
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Wafer de silício/dióxido de silício, crescimento do método CZ, diâmetro de 100mm, crescimento térmico de óxido de 300 nm, fósforo n-dopado | Si-Mat (materiais de silício) | - | http://si-mat.com/ |
| Acetona (200ml) | Sigma Aldrich | ||
| W332615-Isopropanol (200ml) | W292907-Deionizada | Sigma Aldrich | |
| (150ml) | Fornecimento no local | - | - |
| Fotorresistente (A) SF6 PMGI sob fotorresistência (aprox. 1 ml por amostra) | Microchem | - | http://microchem.com/pdf/PMGI-Resists-data-sheetV-rhcedit-102206.pdf |
| Photoresist (B) S1805 photoresit) (aprox 1 ml por amostra) | Microchem | - | http://www.microchem.com/PDFs_Dow/S1800.pdf |
| Desenvolvedor de fotorresistência Microposit MF319 (100ml) | Microchem | - | http://microchem.com/products/images/uploads/MF_319_Data_Sheet.pdf |
| Removedor de fotorresistência Removedor de micropositos 1165 (300ml (2 banhos 150 cada))) | Microchem | - | http://micromaterialstech.com/wp-content/dow_electronic_materials/datasheets/1165_Remover.pdf |
Referências
- Constantinou, M., Rigas, G. P., et al. Simultaneous Tunable Selection and Self-Assembly of Si Nanowires from Heterogeneous Feedstock. ACS Nano. , (2016).
- Constantinou, M., Hoettges, K. F., et al. Rapid determination of nanowires electrical properties using a dielectrophoresis-well based system. App. Phy. Lett. 110 (13), ....
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Reimpressões e permissões
