Summary
विद्युत पता, उच्च पहलू अनुपात (> 1000:1) के निर्माण के रूप में टेम्पलेट्स बलि एल्यूमीनियम और चांदी की परत या आत्म इकट्ठे monolayers उपयोग कर या तो एक नैनोमीटर के अंतराल के द्वारा अलग धातु nanowires वर्णित है. ये nanogap संरचनाओं nanoskiving के रूप में जाना बढ़त लिथोग्राफी का एक रूप से एक साफ कमरे या किसी भी तस्वीर या इलेक्ट्रॉन बीम lithographic प्रक्रियाओं के बिना गढ़े हैं.
Abstract
वहाँ नियंत्रित spacings साथ nanogaps fabricating के कई तरीके हैं, लेकिन दो इलेक्ट्रोड और व्यावहारिक में उन्हें पैदा करने के बीच उप नैनोमीटर रिक्ति पर सटीक नियंत्रण अभी भी चुनौतीपूर्ण मात्रा है. बढ़त लिथोग्राफी का एक रूप है जो nanoskiving, का उपयोग कर nanogap इलेक्ट्रोड की तैयारी एक तेज, सरल और शक्तिशाली तकनीक है. इस विधि के किसी भी तस्वीर या इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी कदम शामिल नहीं है और इस तरह के साफ कमरे के रूप में किसी भी विशेष उपकरण या बुनियादी सुविधाओं की आवश्यकता नहीं है जो पूरी तरह से एक यांत्रिक प्रक्रिया है. Nanoskiving सभी तीन आयामों पर नियंत्रण के साथ विद्युत पता nanogaps निर्माण करने के लिए प्रयोग किया जाता है, इन संरचनाओं की छोटी आयाम बलि परत (अल या एजी) या आत्म इकट्ठे monolayers की मोटाई से परिभाषित किया गया है. इन तारों मैन्युअल पानी की बूंदों पर उन्हें ले जाने से तैनात है और सीधे विद्युत पता किया जा सकता है और न कोई आगे लिथोग्राफी एक करने के लिए उन्हें कनेक्ट करने के लिए आवश्यक हैविद्युतमापी.
Introduction
यह कागज का उपयोग कर एक नैनोमीटर के अंतराल के द्वारा अलग सोने की विद्युत पता, उच्च पहलू अनुपात nanowires के निर्माण का वर्णन वैक्यूम जमा अंतराल> 5 एनएम और alkanedithiols के आत्म इकट्ठे monolayers (SAMs) के लिए एक बलि स्पेसर परतों के रूप में एल्यूमीनियम और चांदी 1.7 एनएम के रूप में छोटे अंतराल के लिए. हम एक ultramicrotome का उपयोग कर एक बलि स्पेसर, nanoskiving के रूप में जाना बढ़त लिथोग्राफी का एक रूप से अलग सोने के सेक्शनिंग सैंडविच संरचनाओं द्वारा एक साफ कमरे या किसी भी photolithographic प्रक्रियाओं के बिना इन nanostructures गढ़े. 1-3 इस विधि पतली धातु के बयान का एक संयोजन है फिल्मों और एक ultramicrotome का उपयोग कर सेक्शनिंग. nanoskiving में मुख्य कदम ~ 30 एनएम के रूप में पतली के रूप में कर रहे हैं कि स्लैब निर्माण करने के लिए पानी से भरी नाव से जुड़ा हुआ है जो हीरे की चाकू से लैस एक ultramicrotome साथ पतली वर्गों टुकड़ा करने की क्रिया है. Ultramicrotomes ऑप्टिकल साथ इमेजिंग के लिए पतली नमूने तैयार करने के लिए बड़े पैमाने पर इस्तेमाल किया या चुनाव कर रहे हैंरॉन माइक्रोस्कोपी और एक जैविक या चिकित्सा पृष्ठभूमि से आते हैं ultramicrotomy की सबसे अनुभव चिकित्सकों के कई. यांत्रिक ब्रेक जंक्शनों, 4 इलेक्ट्रॉन बीम लिथोग्राफी 5, विद्युत चढ़ाना, 6, 7 electromigration, 8 केंद्रित आयन बीम लिथोग्राफी, 9 छाया वाष्पीकरण, 10 स्कैनिंग जांच और परमाणु शक्ति माइक्रोस्कोपी, 11 पर तार लिथोग्राफी सहित fabricating nanogaps के कई तरीके हैं , 12 और आणविक शासकों. 13 इन तरीकों के सभी अपनी विशेषताओं और आवेदन किया है, लेकिन उपयोगी संख्या में और अंतराल के आयाम पर सटीक नियंत्रण के साथ दोनों nanogaps उत्पादन और संबोधित एक चुनौती बनी हुई है. इसके अलावा इन विधियों वे नक़्क़ाशी प्रक्रियाओं जीवित रह सकते हैं कि सामग्री के वर्ग तक ही सीमित हैं, उच्च परिचालन लागत है, और संकल्प में सीमित कर रहे हैं. Nanoskiving spacin साथ विद्युत पता nanowires के तेजी से निर्माण में सक्षम बनाता हैपीठ टॉप पर एक नैनोमीटर के जी एस. हम नैनो गढ़े इलेक्ट्रोड विशेष या समय लेने वाली तकनीक की आवश्यकता नहीं है, जिसके लिए आण्विक इलेक्ट्रॉनिक्स, के लिए nanostructures की रैपिड प्रोटोटाइप में रुचि रखते हैं, एक ब्लॉक बनाया है एक बार 14, यह nanostructures की हजारों की सैकड़ों, (क्रमानुसार) पर उत्पादन कर सकते हैं मांग. हालांकि, तकनीक SAMs या आण्विक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सीमित नहीं है और दो nanostructures के बीच एक अंतर को तैयार करने के लिए एक सामान्य तरीका है. इस पत्र में हम सोने nanowires के बीच विभिन्न आकार के अंतराल के उत्पादन के लिए बलि परतों के रूप में चांदी, एल्युमीनियम, और Sams उपयोग, लेकिन तकनीक इन सामग्रियों (या धातु nanowires के लिए) तक सीमित नहीं है. तारों लेने और जगह हैं और चुंबकीय संरेखण के साथ संगत कर रहे हैं, इस तरह वे मनमाना substrates पर रखा जा सकता है. nanoskiving की 15 एक और ताकत है कि यह सभी तीन आयामों पर नियंत्रण देता है. नमूने के आयामों सब्सट्रेट की स्थलाकृति (एक्स), द्वारा निर्धारित कर रहे हैंजमा फिल्म (वाई) और ultramicrotome (जेड) द्वारा उत्पादित स्लैब की मोटाई की मोटाई. चित्रा 1 परिभाषित रिक्ति nanowires के साथ उत्पादन किया जाता प्रक्रिया का सार. गोल्ड विशेषताएं (लंबाई में 1-2 मिमी) एक सिलिकॉन सब्सट्रेट पर एक Teflon मुखौटा के माध्यम से वाष्पीकरण से जमा कर रहे हैं. Epofix (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विज्ञान) epoxy के पूर्व बहुलक सोना सुविधाओं, epoxy के ठीक हो जाता है, epoxy (अलग करना टेम्पलेट के माध्यम से अर्थात्) मे से अलग किया जाता है, को कवर पूरे वेफर के ऊपर डाल दिया जाता है, सोने की सुविधाओं epoxy का पालन रहना . सोना सुविधाओं से अधिक 500 माइक्रोन - धातु बलि परतों के लिए, एल्यूमीनियम या चांदी एक 200 की भरपाई के साथ Teflon मुखौटा के माध्यम से इच्छित मोटाई के साथ सुखाया जाता है. उप 5 एनएम अंतराल उत्पादन करने के लिए, एक सैम रातोंरात उपयुक्त dithiol के एक 1 मिमी ethanolic समाधान में सोने की सुविधाओं submerging द्वारा बनाई है. सोना (या किसी अन्य धातु) का एक दूसरा सेट पर Teflon छाया मुखौटा रखकर जमा हैसाथ सोने की विशेषताएं (चांदी, एल्युमीनियम या एक एसएएम में कवर) की पहली परत एक 200 की भरपाई - पहला वाष्पीकरण के लिए सम्मान के साथ 500 माइक्रोन. इस ऑफसेट अंततः अंतराल के सबसे लंबे समय तक आयाम को परिभाषित करेगा, और यह सही सेक्शनिंग के लिए epoxy में संपूर्ण संरचना एम्बेड पहले एक माइक्रो शासक का उपयोग करके मापा जा सकता है. फिर पूरे ढांचे को फिर ultramicrotome साथ सेक्शनिंग के लिए तैयार हो सकता है जो epoxy के एक ब्लॉक में एम्बेडेड है. नमूना हाथ स्लैब की मोटाई को परिभाषित करेगा कि नियंत्रित चरणों में यह दिशा में हीरे की चाकू अग्रिम के रूप में तैयार ब्लॉक रखती है. परिणामस्वरूप अनुभाग नाव में पानी पर तैरता है.
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Protocol
1. सेक्शनिंग के लिए एक ब्लॉक की तैयारी
- . इस कदम से पहले करने के लिए आवश्यक है: एक हवाई प्लाज्मा 30 सेकंड के लिए क्लीनर और फिर एक घंटे के लिए (tridecafluoro-1, 1,2,2, tetrahydrooctyl) trichlorosilane वाष्प को बेनकाब नोट में एक तकनीकी ग्रेड 3 "सिलिकॉन वेफर समझो सिलिकॉन वेफर का पालन करने से epoxy के रोकने के लिए 1.4 कदम.
- पूर्व इलाज सिलिकॉन पर, एक Teflon मास्टर (0.5 मिमी, 1 मिमी, या 1.5 मिमी परिणामस्वरूप तारों की लंबाई को परिभाषित करता है) के माध्यम से सोने की एक परत (तारों की चौड़ाई को परिभाषित करता है, जो आम तौर पर 100 एनएम मोटी,) जमा वेफर.
- Epofix epoxy के पूर्व बहुलक का ~ 8.5 मिलीलीटर के साथ पूरे वेफर कवर और 60 पर तीन घंटे के लिए इलाज डिग्री सेल्सियस
- टेम्पलेट पट्टी ध्यान से सोने ठीक epoxy के लिए संलग्न रहता है कि इस तरह के वेफर से epoxy के छीलने से सोने की परत. से epoxy परत छील धीरे फिर सिलिकॉन वेफर और epoxy के बीच इंटरफेस में एक धार के किनारे डालें औरसिलिकॉन वेफर. क्योंकि fluorinated सिलिकॉन वेफर (1.1 कदम) के लिए सोने की गरीब आसंजन की सोने की सुविधाओं epoxy का पालन रहना नोट:. सिलिकॉन वेफर तोड़ने के लिए नहीं सावधान रहना होगा, अन्यथा सिलिकॉन कणों सेक्शनिंग कदम में हीरे की चाकू नुकसान होगा.
- एक ही Teflon मुखौटा सोने सुविधाओं पर वापस रख दिया गया, लेकिन पहलू के बल सोने की सुविधाओं की कम से कम आयाम की ~ 80% की भरपाई और Teflon मास्टर के माध्यम से एल्यूमीनियम या चांदी की एक परत जमा है. इस परत की मोटाई सोने के तारों के बीच नैनो खाई के अंतर को परिभाषित करेगा. निचली सीमा धातु पर निर्भर करता है, लेकिन परतों टूटनेवाला नोट बन गया जिसके नीचे एल्यूमीनियम और चांदी के लिए ~ 5 एनएम है:. इस ऑफसेट अंत में दो स्वर्ण इलेक्ट्रोड के बीच ओवरलैप की लंबाई को परिभाषित करेगा और आप माइक्रो शासक के साथ यह उपाय कर सकते हैं .
- 5 एनएम नीचे अंतराल के लिए: एक alkanedithiol के एक 1 मिमी समाधान में epoxy पर टेम्पलेट छीन सोने विसर्जितइथेनॉल में (या epoxy प्रफुल्लित नहीं है कि किसी भी विलायक) नाइट्रोजन (disulfides का सहज गठन को कम करने के लिए) के साथ purged है कि एक बंद कक्ष में रात भर. (इस पत्र में हम 3 एनएम नीचे विभिन्न चौड़ाई के अंतराल के उत्पादन के लिए 1,12-dodecanedithiol, 1,14-tetradecanedithiol या 1,16-hexadecanedithiol का उपयोग करें.) सैम के गठन से टेम्पलेट छीन सोने पर epoxy के सब्सट्रेट निकालें समाधान. इथेनॉल के साथ यह कुल्ला और 2 मिनट के लिए 60 में सुखाने से पहले नाइट्रोजन के साथ शुष्क.
- एक सैम का उपयोग करते हैं, epoxy के सब्सट्रेट Teflon मुखौटा वापस जगह है लेकिन पहलू के बल सोने की सुविधाओं की कम से कम आयाम की ~ 80% द्वारा ऑफसेट. एक धातु का उपयोग करते हैं, तो मुखौटा 1.5 चरण के बाद की स्थिति में पहले से ही है, तो एल्यूमीनियम या चांदी के बयान के बाद नकाब की स्थिति को बदल नहीं है.
- सोने की एक दूसरी परत या नकाब के माध्यम से किसी अन्य धातु जमा. इस परत आम तौर पर इस मामले में (100 एनएम मोटी) पहले के रूप में मोटाई में एक ही धातु से बना होगा.
- हटानाTeflon मुखौटा, ख्याल रख रही टूटी nanowires में परिणाम होगा जो सुविधाओं, खरोंच तक नहीं.
- Epofix पूर्व बहुलक (~ 8.5 मिलीलीटर) में पूरे सब्सट्रेट पुनः एम्बेड और 60 में कम से कम तीन घंटे के लिए इसे इलाज.
- एक जौहरी देखा (~ 4 x 10 मिमी टुकड़ों में) का उपयोग कर बाहर सुविधाओं में कटौती और एक पॉलीथीन'' ताबूत'' सूक्ष्म मोल्ड में एक अलग कुएं में हर जगह है.
- Epofix पूर्व बहुलक साथ मोल्ड भरें, और 60 डिग्री सेल्सियस पर रातोंरात इसे इलाज
2. सेक्शनिंग
- पॉलीथीन आचारण से एक ब्लॉक निकालें और नमूना धारक में माउंट.
- ट्रिमिंग लगाव को नमूना धारक देते हैं और ultramicrotome में माउंट.
- स्नेहक और धातु के टुकड़े को हटाने और ultramicrotome की त्रिविमदर्शी तहत धार के किनारे का निरीक्षण करने के लिए इथेनॉल के साथ एक रेजर ब्लेड साफ करें. किसी भी शेष टुकड़े सेक्शनिंग के दौरान हीरे की चाकू नुकसान होगा. हीरे की चाकू की चौड़ाई (डब्ल्यू करने के लिए ब्लॉक ट्रिमयह) सेक्शनिंग के लिए सबसे अधिक स्थिर आकार है क्योंकि ई एक चतुर्भुज आकार में 2 मिमी या 4 मिमी Diatome अल्ट्रा 35 °) का उपयोग करें (नोट:. कुछ ultramicrotomes काटने हाथ करने के लिए माउंट संलग्नक कि trimming का उपयोग करें, लेकिन हम रेजर ब्लेड के साथ बेहतर परिणाम प्राप्त .
- ब्लॉक के चेहरे के नीचे किनारे करने के लिए एक गिलास चाकू समानांतर के किनारे संरेखित करें.
- ब्लॉक के चेहरे पर एक चिकनी सतह को परिभाषित करने के लिए एक गिलास चाकू से लैस ultramicrotome (हम एक Leica EMUC -6 प्रयोग किया जाता है) के साथ पूर्व काटने शुरू करो.
- एक धातु संरचना बनाना, 0.6 मिमी / सेकंड से कम 1 मिमी / सेकंड या 50 एनएम पर एक हीरे की चाकू, यह फिर से संरेखित, और धारा 100 एनएम या तो ब्लॉक के साथ कांच चाकू की जगह. . Epofix वर्गों नीचे ~ 30 एनएम नोट को स्थिर हैं: वर्गों की मोटाई का एक आसान सत्यापन मोटाई के एक समारोह के रूप में उम्मीद के मुताबिक बदलता है और प्रयोग किया गया है जो राल पर निर्भर नहीं करता है जो उनके रंग, है; संदर्भ कार्ड उपलब्ध हैं. 16 व्यक्तिगत रूप से (बिजली के लिए एक बढ़िया लूप (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विज्ञान) या एक Si/SiO2 को कई वर्गों का रिबन के रूप में (SEM के लिए) या SiO2 का उपयोग कर या तो चाकू के जलाशय में पानी की सतह से संरचनाओं युक्त epoxy वर्गों लीजिए माप) पानी की सतह के नीचे सब्सट्रेट रखने और धीरे धीरे इसे ऊपर उठाने के द्वारा सब्सट्रेट.
- सब्सट्रेट करने के लिए अपने आसंजन में सुधार करने के लिए 3 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर वर्गों सूखी.
- राख epoxy के लिए, एक ऑक्सीजन प्लाज्मा के लिए नमूने का पर्दाफाश (1 मिलीबार से कम 15 मिनट 100 या 50 एनएम मोटी वर्गों से epoxy के सभी निशान को दूर करने के लिए पर्याप्त है) नोट:. बिजली के माप nanostructures के लिए fabricating, तो इस कदम होना चाहिए चरण 4 के बाद प्रदर्शन किया.
3. बलि लेयर बाहर नक़्क़ाशी
- एल्यूमीनियम के लिए: 2 घंटे के लिए एचसीएल की एक 2 एम जलीय घोल में एल्यूमीनियम युक्त वर्गों. चांदी के लिए: 10 के लिए ऑक्सीजन प्लाज्मा वर्गों का पर्दाफाश. मिनट नोट: सामग्री के चयन या तो गीला नक़्क़ाशी (एचसीएल का प्रयोग करके) या (ऑक्सीजन प्लाज्मा का उपयोग) सूखी नक़्क़ाशी, लेकिन चांदी के रूप में अच्छी तरह से गीला नक़्क़ाशी द्वारा हटाया जा सकता है की अनुमति देता है.
- SAMs के लिए: प्लाज्मा उपचार आंशिक रूप से SAMs etches, लेकिन हम क्या डिग्री करने के लिए चिह्नित करने के लिए हमारे प्रयासों में असफल रहा है.
4. विद्युत माप
- जगह epoxy अच्छी तरह से साफ (piraña समाधान का उपयोग कर उदाहरण के लिए) और (कदम 2.7 और 2.8) उन्हें सूखी किया गया है कि एक SiO2 सब्सट्रेट पर वर्गों.
- एक प्रकाश माइक्रोस्कोप या ultramicrotome से जुड़ी त्रिविमदर्शी सब्सट्रेट के तहत माउंट.
- प्रत्येक अनुभाग में तार के दोनों सिरों पर चांदी पेस्ट की बूँदें (या कार्बन स्याही) लागू करें. ये एम्बेडेड धातु संरचनाओं, (बयान कदम से) मोटा सोने संरचनाओं के मामले में, सीधे दिखाई दे तो एक काले रंग की रेखा (स्वर्ण / epoxy के इंटरफ़ेस से) या के रूप में दिखाई जाएगी. या तो मामले में, बूँदें लागू किया जाना चाहिएपर्याप्त रूप से अब तक केंद्र से नैनो अंतराल कम करने के लिए.
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Representative Results
एल्यूमीनियम और चांदी: हम स्पेसर के रूप में दो धातु बलि परतों को शामिल करके nanogap संरचनाओं तैयार. हम वांछित मोटाई के अंतराल को प्राप्त करने के लिए इन परतों etched. जैसा कि प्रोटोकॉल अनुभाग में वर्णित, सेक्शनिंग के बाद हम ऑक्सीजन प्लाज्मा को चांदी युक्त संरचनाओं, और जलीय एचसीएल को उन युक्त एल्यूमीनियम अवगत कराया. चित्रा नैनोमीटर पैमाने जुदाई के साथ जिसके परिणामस्वरूप nanowires के इलेक्ट्रॉन micrographs (एसईएम) स्कैनिंग 2 से पता चलता है. दोनों ही मामलों में अंतराल को स्पष्ट रूप से दिखाई और सीधे औसत दर्जे का है. Dodecanedithiol (SC12S), 1,14-tetradecanedithiol (SC14S) और 1,16-hexadecanedithiol (SC16S) - 3 एनएम नीचे अंतराल प्राप्त करने के लिए, हम 1,12 के SAMs इस्तेमाल किया. इसी एसईएम 3 चित्र में दिखाया जाता है. इन अणुओं द्वारा गठित अंतराल स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहे हैं, और यह अंतराल के आकार के अणुओं वृद्धि की लंबाई के रूप में बढ़ जाती है कि स्पष्ट है. उनके विस्तारित रचना में इन अणुओं की लंबाई (AM1 कम से कम) है एकएस का पालन करें: 2.17 (SC16S), 1.97 (SC14S) और 1.70 एनएम (SC12S). इन अणुओं टेम्पलेट के रूप में सेवा करते हैं, तो हम अंतराल चौड़ाई ~ 30 ° सोने पर सामान्य से झुका रहे हैं जो अणुओं के सोने और अनिवार्य जरूरतों की सतह द्वारा गठित त्रिकोण के कर्ण होने की उम्मीद है. '' <4 एनएम.'' हम एसटीएम द्वारा अंतराल imaged है के रूप में हालांकि, SEM के संकल्प की सीमा के कारण, अंतर चौड़ाई का सीधा माप संभव नहीं है, इस प्रकार हम इन कमियों लेबल, AFM और सी.पी.-AFM, लेकिन सभी मामलों में हम खाई की चौड़ाई को हल करने में सक्षम नहीं थे. इसलिए हम परोक्ष रूप से बिजली के माप कर रही द्वारा अंतराल के आकार को मापा. इन मापों को पूरा करने के लिए हम वर्गों तैयार किया है और प्रोटोकॉल खंड में वर्णित के रूप में चांदी का पेस्ट लागू. हम EGaIn की एक छोटी सी बूंद (और जांच पर आधारित) का उपयोग कर एक टंगस्टन जांच करने गलनक्रांतिक की एक तेज टिप गा में (EGaIn) और अन्य पैड के साथ एक सिरिंज के लिए एक पैड से जुड़ा. सैम templated अंतराल के लिए डेटा चित्रा 4 में प्लॉट किए जाते हैं. लंबाई ओ के रूप मेंउम्मीद के रूप में च अणुओं, तेजी से वर्तमान कम हो जाती है बढ़ जाती है. इस घातीय कमी अणुओं जंक्शन में बरकरार हैं कि निकलता है. हम सीमन्स 'सन्निकटन, जम्मू का एक रूप में इस्तेमाल किया यह अनुमान साबित करने के लिए - जे 0 ई dβ घ सुरंग बाधा की मोटाई है, जहां जे 0 डी 0 = पर जम्मू की सैद्धांतिक मूल्य है और β विशेषता सुरंग क्षय है, जो एक जंक्शन (या कार्बन की संख्या, एन सी) की चौड़ाई के एक समारोह के रूप में एल.एन. जम्मू की एक रेखीय फिट से निकाला जा सकता है. एल्केन अनिवार्य जरूरतों के लिए β के विशिष्ट मूल्यों 200-500 एम वी में ए -1 की रेंज (0.71 -1.10 एन सी -1) में हैं और वोल्टेज पर कमजोर निर्भर करता है. चित्रा 4 में 17-20 इनसेट में एल.एन. जम्मू के रेखीय फिट है 500 एम वी (चित्रा 4 में डेटा से) बनाम templated SC16S, SC14S, और SC12S के लिए लंबाई (एक)संरचनाओं nanogap. इस साजिश के ढलान से, β साहित्य में सूचना दी मानों की श्रेणी में है जो = 0.75 ए -1 (0.94n सी -1), हम खाई आकार 2.5 के संकल्प के साथ इन अणुओं से परिभाषित और वर्तमान निष्कर्ष है कि बरकरार अणुओं की रीढ़ की हड्डी के माध्यम से चला जाता है.
चित्रा 1. Nanogap संरचनाओं के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया प्रक्रिया का एक योजनाबद्ध. सोने की एक) पहली परत (100 एनएम मोटी) थर्मल वाष्पीकरण के माध्यम से एक fluorinated सिलिकॉन वेफर पर एक Teflon छाया मुखौटा के माध्यम से जमा किया जाता है. बी) के नकाब को हटाने की पूरी सतह के बाद सिलिकॉन epoxy के इलाज के बाद) epoxy. सी में कवर किया जाता है, यह सोना सुविधाओं रहते हैं कि इस तरह के वेफर से अलग हैepoxy (खाका अलग करना) का पालन किया. एक सैम तो ये सोने की सुविधाओं पर बनाई है डी) Teflon मुखौटा एक 250 की भरपाई के साथ सैम कवर सोना सुविधाओं पर रखा गया है -. जमा है सोना (या किसी अन्य धातु) की 500 माइक्रोन और एक और 100 एनएम मोटी परत. नोट:. धातुओं की बलि परतों (एल्यूमीनियम और चांदी) का उपयोग करने के मामले में, इन धातुओं अंतिम अंतर चौड़ाई के उत्पादन के लिए वांछित है कि मोटाई के साथ दूसरे बयान से पहले जमा कर रहे हैं ई) मुखौटा हटा दिया है और जिसके परिणामस्वरूप विशेषताएं हैं किसी न किसी तरह है एक जौहरी देखा के साथ कटौती और फिर एक ultramicrotome साथ sectioned होने के लिए ब्लॉकों का निर्माण करने के सूक्ष्म मोल्ड में epoxy में एम्बेडेड रहे हैं.
चित्रा 2. Nanogaps की इलेक्ट्रॉन micrographs स्कैन वें के रूप में एल्यूमीनियम (ऊपर) और रजत (नीचे) का उपयोग कर उत्पादनई स्पेसर. शीर्ष छवि जलीय एचसीएल के साथ एल्यूमीनियम परत बाहर नक़्क़ाशी द्वारा उत्पादित के बीच में अंतर के साथ सोने की दो परतों से पता चलता है. नीचे की छवि ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ चांदी की परत बाहर नक़्क़ाशी द्वारा उत्पादित अंतराल के साथ सोने और एल्यूमीनियम की दो परतों से पता चलता है. अंतर को दोनों ही मामलों में स्पष्ट रूप से दिखाई दे रहा है.
चित्रा 3. ऑक्सीजन प्लाज्मा साथ ऑर्गेनिक्स ashing के बाद टेम्पलेट्स के रूप में विभिन्न dithiols का उपयोग कर तैयार तीन अलग nanogap संरचनाओं के अंतराल के इलेक्ट्रॉन micrographs स्कैन ऊपर से नीचे तक:. उत्पादित nanogaps सोने की परतों के बीच एक दृश्य अंतर को बताते हैं कि SC12S, SC14S और SC16S का उपयोग कर. nanogaps अणुओं बढ़ जाती है की लंबाई के रूप में गुणात्मक बड़े होते हैं. अंतराल चौड़ाई के सभी प्रकार वे'' <4 एनएम के रूप में चिह्नित कर रहे हैं, साधन (~ 4 एनएम) का संकल्प सीमा से नीचे हैं. "
4 चित्रा. तीन अलग dithiols से गढ़े nanogap संरचनाओं के लिए वर्तमान घनत्व की तुलना में संभावित भूखंडों प्रवेश;. SC12S (काला) वर्ग, SC14S (लाल त्रिकोण), और SC16S (नीले हलकों) इनसेट एक एल.एन. की साजिश (जे) बनाम लंबाई (एक) β को इसी एक ढाल के साथ एक रेखीय फिट (नि. 2 = 0.99) दिखा रहा है 500 एम वी पर = 0.75 ए -1 (0.94 एन सी -1).
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Discussion
इस पत्र में हम nanoskiving उपयोग कर nanogap संरचनाओं के निर्माण का प्रदर्शन किया. इस प्रयोगात्मक सरल विधि सभी तीन आयामों पर नियंत्रण के साथ, प्रति सेकंड के बारे में एक की दर से nanostructures के उत्पादन में सक्षम बनाता है. खाई आकार बलि एल्यूमीनियम और चांदी की परत या dithiols के आत्म इकट्ठे monolayers (जो एक के रूप में छोटे रूप में एक प्रस्ताव देता है) या तो शामिल द्वारा परिभाषित किया गया है. nanostructures के किसी भी मनमाने ढंग से सब्सट्रेट पर हाथ से तैनात है और वे nanoskiving की एक अद्वितीय संपत्ति है, जो सीधे विद्युत पता किया जा सकता है. इस तकनीक को भी अत्यधिक वर्दी संरचनाओं, लेकिन, बहुत पतली (<50 एनएम) वर्गों व्यक्ति संरचनाओं की मोटाई में परिवर्तन है कि कंपन के प्रति संवेदनशील हैं. nanoskiving का सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा है जो हीरे की चाकू,, की गुणवत्ता में निरंतर तारों को पाने के लिए महत्वपूर्ण है. अंतिम वर्गों में स्कोर में में चाकू परिणाम में छोटे खरोंच, जबकि महत्वपूर्ण nicksचाकू में टूटे हुए तारों का उत्पादन. नमूना ब्लॉक की सतह के साथ बढ़ते और धार के संरेखण कुछ अभ्यास की आवश्यकता है, लेकिन तकनीक का कोई विशेष प्रशिक्षण या कौशल की आवश्यकता होती है और नैनो प्रक्रिया एक साफ कमरे के बाहर, बेंच शीर्ष पर पूरी तरह से जगह लेता है.
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Disclosures
ब्याज की कोई संघर्ष की घोषणा की.
Acknowledgments
इस काम Hyet सौर और वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए नीदरलैंड संगठन (NWO) का हिस्सा है जो Stichting voor Fundamenteel Onderzoek डेर Materie FOM के संयुक्त सौर कार्यक्रम (जे) का हिस्सा है.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Reagent/Material | |||
| Epofix epoxy resin | Electron Microscopy | 1232 | |
| Sciences | |||
| Gold | Schone Edelmetaal B.V | ||
| Aluminum | Umicore Materials AG | ||
| Silver | Umicore Materials AG | ||
| (tridecafluoro-1,1,2,2, | ABCR GmbH co.KG | 78560-45-9 | |
| -tetrahydrooctyl) | |||
| trichlorosilane | |||
| ,12-dodecanedithiol | Home-synthesised | According to: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,14-tetradecanedithiol | synthesized in house | According to: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| ,16-hexadecanedithiol | synthesized in house | According to: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006) | |
| Equipment | |||
| Thermal deposition system | home-built | ||
| Ultramicrotome | Leica Microsystems | ||
| Dimanod knife ultra 35 | Diatome | DU3540 | |
| Dimanod knife ultra 45 | Scimed GMBH | ||
| Scanning electron microscope | JOEL | ||
| Source meter | Keithley | ||
| Table 1. Tables of Specific Reagents and Equipment. | |||
References
- 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. Nanoskiving: A new method to produce arrays of nanostructures. Acc. Chem. Res. 41 (12), 1566-1577 (2008).
- Xu, Q., Rioux, R. M., Whitesides, G. M. Fabrication of complex metallic nanostructures by nanoskiving. ACS Nano. 1 (3), 215-227 (2007).
- Reed, M. A., Zhou, C., Muller, C. J., Burgin, T. P., Tour, J. M. Conductance of a molecular junction. Science. 278 (5336), 252-254 (1997).
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