Summary
تلفيق عنونة كهربائيا، التي تبلغ نسبة أبعادها عالية (> 1000:1) يوصف أسلاك معدنية مفصولة الثغرات من نانومتر واحد باستخدام إما فداء طبقات من الألومنيوم والفضة أو المجمعة monolayers النفس كقوالب. هي ملفقة هذه الهياكل nanogap دون غرفة نظيفة أو أي عمليات الطباعة الحجرية الصور أو شعاع الإلكترون بواسطة شكل من أشكال حافة الطباعة الحجرية المعروفة باسم nanoskiving.
Abstract
هناك عدة طرق لافتعال nanogaps مع المباعدة التي تسيطر عليها، ولكن مراقبة دقيقة على مدى التباعد نانومتر الفرعية بين قطبين وتوليد لهم في العملية كميات-لا يزال تحديا. إعداد الأقطاب nanogap باستخدام nanoskiving، الذي هو شكل من أشكال حافة الطباعة الحجرية، هو، تقنية بسيطة وقوية بسرعة. هذا الأسلوب هو عملية ميكانيكية تماما الذي لا يتضمن أي صور أو خطوات الطباعة الحجرية شعاع الإلكترون و لا يتطلب أي معدات خاصة أو البنية التحتية مثل غرف نظيفة. يستخدم Nanoskiving الى افتعال nanogaps عنونة كهربائيا مع التحكم في جميع الأبعاد الثلاثة؛ يتم تعريف أصغر البعد من هذه الهياكل من قبل سماكة طبقة الذبيحه (القاعدة أو حج) أو المجمعة monolayers النفس. هذه الأسلاك يمكن وضعه يدويا عن طريق نقلهم على قطرات من الماء ومباشرة كهربائيا عنونة؛ لا يلزم الطباعة الحجرية أخرى لربطها إلىالمكهار.
Introduction
تصف هذه الورقة تلفيق عنونة كهربائيا، أسلاك التي تبلغ نسبة أبعادها عالية من الذهب مفصولة الثغرات من نانومتر واحد باستخدام فراغ المودعة الألومنيوم والفضة باعتبارها طبقات التبادل فداء للفجوات> 5 نانومتر، والمجمعة monolayers النفس (صواريخ سام) من alkanedithiols لفجوات صغيرة مثل 1.7 نانومتر. نحن ملفقة هذه النانو دون غرفة نظيفة أو أي عمليات الفوتوليتوغرافية من قبل باجتزاء الهياكل شطيرة من الذهب مفصولة فاصل الأضاحي باستخدام مشراح مستدق، وهو شكل من حافة الطباعة الحجرية المعروفة باسم nanoskiving. 1-3 هذا الأسلوب هو مزيج من ترسب معدنية رقيقة الأفلام وباجتزاء باستخدام مشراح مستدق. الخطوة الرئيسية في nanoskiving يتم تقطيع الشرائح الرقيقة مع مشراح مستدق مجهزة سكين الماس التي يتم تركيبها على قارب الكامل من المياه لإنتاج ألواح التي هي رقيقة مثل ~ 30 نانومتر. وتستخدم على نطاق واسع Ultramicrotomes لإعداد العينات رقيقة للتصوير مع البصرية أو انتخابرون المجهري والعديد من أكثر الممارسين تجربة ultramicrotomy تأتي من خلفية البيولوجية أو الطبية. هناك عدة طرق لnanogaps افتعال بما في ذلك الوصلات الميكانيكية انقطاع، 4 شعاع الإلكترون الطباعة الحجرية 5، كهروكيميائية تصفيح، 6، 7 electromigration، 8 تركيزا أيون الطباعة الحجرية شعاع، 9 تبخر الظل، 10 مسبار المسح الضوئي ومجهر القوة الذرية، 11 الطباعة الحجرية على الأسلاك ، الحكام 12 والجزيئية. 13 كل هذه الأساليب لها سماتها الخاصة والتطبيقات ولكن إنتاج ومعالجة nanogaps سواء من حيث الأرقام مفيدة ومع مراقبة دقيقة على مدى أبعاد الفجوة لا تزال تشكل تحديا. وبالإضافة إلى ذلك هذه الأساليب لديهم ارتفاع تكاليف التشغيل، فإنها تقتصر على فئة من المواد التي يمكن أن تنجو من عمليات الحفر، وتقتصر في القرار. Nanoskiving تمكن تلفيق السريع للأسلاك كهربائيا عنونة مع spacinGS من نانومتر واحد على مقعد بين كبار. ونحن مهتمون في النماذج الأولية السريعة من النانو للإلكترونيات الجزيئية، التي الأقطاب نانو ملفقة لا تتطلب تقنيات متخصصة أو تستغرق وقتا طويلا؛ 14 مرة يتم كتلة، يمكن أن تنتج مئات الآلاف من النانو، (متسلسل) على الطلب. ومع ذلك، فإن التقنية ليست محدودة لصواريخ سام أو الإلكترونيات الجزيئية، وهي طريقة عامة لإعداد وجود فجوة بين اثنين النانو. في هذه الورقة التي نستخدمها الفضة والألومنيوم، وصواريخ سام على هيئة طبقات فداء لإنتاج الثغرات من مختلف الأحجام بين أسلاك الذهب، ولكن هذه التقنية لا تقتصر على هذه المواد (أو أسلاك معدنية). الأسلاك هي انتقاء ومكان ومتوافقة مع محاذاة المغناطيسي، وبالتالي فإنها يمكن وضعها على ركائز التعسفي. 15 قوة أخرى من nanoskiving هو أنه يتيح السيطرة على جميع الأبعاد الثلاثة. ويتم تحديد أبعاد العينات عن طريق تضاريس الركيزة (X)، فيسمك الفيلم المودعة (Y) وسمك البلاطة التي تنتجها مشراح مستدق (Z). الشكل 1 يلخص الإجراءات المستخدمة لإنتاج أسلاك مع تباعد محددة. تودع ميزات الذهب (1-2 ملم في الطول) عن طريق التبخر من خلال قناع تفلون على ركيزة السيليكون. Epofix (الميكروسكوب الإلكتروني العلوم) يسكب الايبوكسي قبل البوليمر على الرقاقة بأكملها، التي تغطي المزايا والذهب، وعندما يتم الشفاء من الايبوكسي، ويتم فصل الايبوكسي من رقاقة (أي عن طريق قالب التجريد)؛ تبقى ملامح الذهب انضمت إلى الايبوكسي . لطبقات فداء لامع، يبخر الألومنيوم أو الفضة مع سمك المطلوب من خلال قناع تفلون مع إزاحة 200-500 ميكرون على ميزات الذهب. لإنتاج الفرعي 5 ثغرات نانومتر، يتم تشكيل SAM بواسطة غمر ملامح الذهب في محلول 1 ملم الايثانول من ثنائي الثيول المناسبة بين عشية وضحاها. وتودع وهناك مجموعة ثانية من الذهب (أو أي معدن آخر) عن طريق وضع قناع الظل تفلون علىالطبقة الأولى من الميزات الذهب (المشمولة في الفضة والألومنيوم أو SAM) مع إزاحة 200-500 ميكرون فيما يتعلق تبخر أولا. وهذه الإزاحة تحدد في نهاية المطاف أطول البعد من هذه الفجوة، ويمكن قياسها بدقة باستخدام الصغرى الحاكم قبل تضمين الهيكل بأكمله في الايبوكسي لباجتزاء. ثم تم تضمين الهيكل كله في كتلة من الايبوكسي الذي ثم يمكن أن تكون جاهزة للباجتزاء مع مشراح مستدق. الذراع عينة يحمل كتلة المعدة مع تقدم سكين الماس تجاهها في خطوات للرقابة والتي سوف تحدد سماكة ألواح. يعوم الجزء الناجمة عن المياه في قارب.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. إعداد بلوك لباجتزاء
- علاج من الدرجة التقنية 3 "رقاقة السيليكون في البلازما الهواء النظيف لمدة 30 ثانية ثم تعريضها ل(tridecafluoro-1، 1،2،2،-tetrahydrooctyl) بخار trichlorosilane لمدة ساعة ملاحظة: هذه الخطوة غير ضرورية قبل الخطوة 1.4 لمنع الايبوكسي من الانضمام إلى رقاقة السيليكون.
- إيداع طبقة من الذهب (عادة 100 نانومتر سميكة، الذي يحدد العرض من الأسلاك) من خلال ماستر تفلون (الذي يحدد طول الأسلاك الناتجة عن ذلك؛ 0.5 ملم، 1 ملم، 1.5 ملم أو) على السيليكون ما قبل المعالجة رقاقة.
- تغطية الرقاقة بأكملها مع ~ 8.5 مل من Epofix الايبوكسي قبل البوليمر وعلاج لمدة ثلاث ساعات في 60 درجة مئوية.
- قالب تجريد طبقة الذهب بواسطة تقشير بعناية الايبوكسي من الرقاقة بحيث يبقى الذهب تعلق على الايبوكسي الشفاء. إدراج حافة شفرة حلاقة في واجهة بين رقاقة السيليكون والايبوكسي ثم بلطف قشر طبقة الايبوكسي منرقاقة السيليكون. بسبب التصاق الفقراء من الذهب إلى رقاقة السيليكون المفلورة (الخطوة 1.1) ملامح الذهب تبقى انضمت إلى الايبوكسي ملاحظة: يجب الحرص على عدم كسر رقاقة السيليكون، وإلا فإن جزيئات السيليكون تلف سكين الماس في الخطوة باجتزاء.
- يتم وضع قناع تفلون نفسه إلى أكثر من الميزات الذهب، ولكن تعويض أفقيا التي كتبها ~ 80٪ من أقصر البعد من الميزات الذهب وإيداع طبقة من الألمنيوم أو الفضة عن طريق ماستر تفلون. وسمك هذه الطبقة تعريف المباعدة بين نانو فجوة بين الأسلاك الذهب. الحد الأدنى يعتمد على المعدن، ولكن هو ~ 5 نانومتر للالومنيوم والفضة، وتحتها طبقات تصبح متقطعة ملاحظة: هذا سوف تحدد في نهاية المطاف تعويض طول التداخل بين قطبين الذهب ويمكنك قياس ذلك مع الدقيقة الحاكم .
- لثغرات أقل من 5 نانومتر: تزج الذهب قالب جردت على الايبوكسي في حل 1 ملم من alkanedithiolفي الإيثانول (أو أي مذيب التي لا تنتفخ الايبوكسي) بين عشية وضحاها في غرفة مغلقة أن يتم إزالة مع النيتروجين (للتخفيف من تشكيل عفوية من ثنائي السلفيدات). (في هذه الورقة التي نستخدمها 1،12-dodecanedithiol، 1،14-tetradecanedithiol أو 1،16-hexadecanedithiol لإنتاج الثغرات من مختلف بعرض أقل من 3 نانومتر.) إزالة قالب جردت الركيزة الذهب على اساس الايبوكسي من SAM تشكيل حل. شطفه مع الإيثانول وجففها مع النيتروجين قبل التجفيف عند 60 لمدة 2 دقيقة.
- إذا باستخدام SAM، ضع عودة القناع تفلون على الركيزة الايبوكسي ولكن تعويض أفقيا التي كتبها ~ 80٪ من أقصر البعد من الميزات الذهب. إذا باستخدام المعادن، القناع هو بالفعل في موقف بعد الخطوة 1.5، لذلك لا تغيير موضع القناع بعد ترسب من الألومنيوم أو الفضة.
- إيداع طبقة ثانية من الذهب أو أي معدن آخر من خلال قناع. وعادة ما تتكون هذه الطبقة من نفس المعدن في سمك كأول (100 نانومتر سميكة في هذه الحالة).
- نزعقناع تفلون، مع الحرص على عدم خدش الميزات، الأمر الذي سيؤدي في أسلاك مقطوعة.
- إعادة تضمين الركيزة كامل في Epofix قبل البوليمر (~ 8.5 مل)، وعلاجه لمدة ثلاث ساعات على الأقل في 60.
- قطع الميزات خارج باستخدام رأى الصائغ (في ~ 4 × 10 قطعة مم) ووضع كل في بئر منفصلة في البولي اثيلين'' نعش'' مشراح العفن.
- ملء القالب مع Epofix قبل البوليمر، وعلاجه بين عشية وضحاها في 60 درجة مئوية.
2. باجتزاء
- إزالة كتلة من العفن البولي ايثلين وتركيبها في حامل العينة.
- إرفاق صاحب العينة إلى المرفق التشذيب وتركيبها في مشراح مستدق.
- تنظيف شفرة حلاقة مع الايثانول لإزالة زيوت التشحيم وشظايا معدنية وفحص حافة شفرة الحلاقة تحت المجسام من مشراح مستدق. وسوف أي شظايا المتبقية تلف سكين الماس خلال باجتزاء. تقليم كتلة إلى عرض سكين الماس (ثه استخدام 2 مم أو 4 ملم Diatome الترا 35 °) في شكل شبه منحرف (لأنه هو الشكل الأكثر استقرارا للباجتزاء) ملاحظة: استخدام بعض ultramicrotomes تقليم المرفقات التي جبل لذراع القطع، ولكن علينا تحقيق نتائج أفضل مع شفرات الحلاقة .
- محاذاة حافة سكين زجاج موازية إلى الحافة السفلى من الوجه من الكتلة.
- بدء قبل القطع مع مشراح مستدق (استخدمنا لايكا EMUC-6) مجهزة بسكين الزجاج لتحديد سطح أملس على وجه الكتلة.
- الى افتعال هيكل معدني، استبدال الزجاج سكين بسكين الماس، وإعادة محاذاته، وقسم كتلة إما إلى 100 نيوتن متر عند 1 ملم / ثانية أو 50 نيوتن متر عند 0.6 مم / ثانية. أقسام Epofix مستقرة وصولا الى ~ 30 نانومتر ملاحظة: للتحقق من السهل للسمك من المقاطع هو لونها، والتي تختلف يمكن التنبؤ بها بوصفها وظيفة من سمك و لا تعتمد على الراتنج التي استخدمت؛ هي بطاقات المرجعية المتاحة. 16 جمع المقاطع الايبوكسي التي تحتوي على هياكل من سطح الماء في الخزان من السكين إما بشكل فردي باستخدام حلقة الكمال (علوم المجهر الإلكتروني) أو كما شرائط من عدة أقسام إلى Si/SiO2 (لSEM) أو SIO2 (على سبيل الكهربائية القياسات) الركيزة عن طريق وضع الركيزة تحت سطح الماء ورفعته ببطء.
- يجف المقاطع في 60 درجة مئوية لمدة 3 دقائق لتحسين التصاق بهم إلى الركيزة.
- إلى رماد الايبوكسي، فضح عينات لبلازما الأوكسجين (15 دقيقة في 1 م بار هي كافية لإزالة كل آثار من الايبوكسي من 100 أو 50 أقسام نانومتر سميكة) ملاحظة: إذا افتعال النانو للمقاييس الكهربائية، ويجب أن تكون هذه الخطوة أنجزت بعد الخطوة 4.
3. النقش من طبقة قرباني
- للالومنيوم: مكان المقاطع التي تحتوي على الألومنيوم في 2 M محلول مائي من حمض الهيدروكلوريك لمدة 2 ساعة. للفضة: فضح المقاطع لالبلازما الأكسجين لمدة 10. دقيقة ملاحظة: اختيار المواد يسمح إما الرطب النقش (باستخدام حمض الهيدروكلوريك) أو جافة والحفر (باستخدام البلازما الأوكسجين)، ولكن يمكن إزالتها عن طريق الحفر الفضة الرطب كذلك.
- لصواريخ سام: العلاج البلازما يحفر جزئيا صواريخ سام، ولكن أننا لم ننجح في جهودنا الرامية إلى تميز إلى أي درجة.
4. القياسات الكهربائية
- أقسام الايبوكسي مكان على ركيزة SIO2 التي تم تنظيفها (مثل استخدام حل بيرانا) وتجفيفها (الخطوات 2.7 و 2.8).
- تحميل الركيزة تحت المجهر الخفيفة أو المجسام تعلق على مشراح مستدق.
- تطبيق قطرات من معجون الفضة (أو الحبر الكربون) على طرفي الأسلاك في كل قسم. وهذه الهياكل المعدنية جزءا لا يتجزأ تكون مرئية إما خط أسود (من واجهة الذهب / الايبوكسي) أو، في حالة الهياكل الذهب سمكا (من الخطوات ترسب)، مرئية مباشرة. في كلتا الحالتين، ينبغي تطبيق قطراتبعيدا بما فيه الكفاية من المركز إلى قصيرة نانو الثغرات.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
نحن على استعداد هياكل nanogap من خلال دمج طبقتين الذبيحه المعدنية مثل التبادل: الألومنيوم والفضة. نحن محفورا هذه الطبقات للحصول على ثغرات للسمك المطلوب. كما هو موضح في قسم البروتوكول، بعد باجتزاء عرضنا الهياكل التي تحتوي على الفضة إلى البلازما الأكسجين، وتلك التي تحتوي على الألمنيوم لحمض الهيدروكلوريك مائي. الشكل يبين مسح الميكروسكوب الإلكتروني (SEMS) من أسلاك الناتج مع فصل مقياس متناهي الصغر 2. في كلتا الحالتين ثغرات واضحة للعيان وقابلة للقياس مباشرة. للحصول على ثغرات أقل من 3 نانومتر، استخدمنا صواريخ سام من 1،12 - dodecanedithiol (SC12S)، 1،14-tetradecanedithiol (SC14S) و1،16-hexadecanedithiol (SC16S). يتم عرض SEMS المناظرة في الشكل 3. الثغرات التي شكلتها هذه الجزيئات هي واضحة للعيان، وأنه من الواضح أن حجم الفجوة تزداد كلما طول زيادة الجزيئات. أطوال هذه الجزيئات في التشكل هم موسع (AM1 تصغير) هيو تابع: 2.17 (SC16S)، 1.97 (SC14S) و 1.70 نانومتر (SC12S). إذا خدمة هذه الجزيئات كقالب كنا نتوقع-الاعراض الفجوة لتكون الوتر من المثلث الذي تشكله سطح الذهب والعمود الفقرى من الجزيئات، التي تميل ~ 30 درجة عن المعتاد على الذهب. ومع ذلك، ونظرا لقرار الحد من SEM، والقياس المباشر للفجوة بعرض غير ممكن، وبالتالي فإننا تسمية هذه الثغرات كما'' <4 نانومتر.'' لقد التقط الثغرات التي STM، AFM وCP-AFM، ولكن في جميع الحالات لم نكن قادرين على حل عرض هذه الفجوة. لذلك قمنا بقياس بشكل غير مباشر على حجم الفجوة عن طريق القيام القياسات الكهربائية. لإنجاز هذه القياسات نحن على استعداد أقسام وتطبيق لصق الفضة كما هو موضح في قسم البروتوكول. نحن متصلا لوحة واحدة لحقنة مع طرف حاد من سهل الانصهار جا في (EGaIn) ومنصة أخرى لتحقيق التنغستن باستخدام قطرة صغيرة من EGaIn (وترتكز على التحقيق). يتم رسم البيانات عن الثغرات SAM-قالب في الشكل 4. وطول سو الجزيئات يزيد من الانخفاضات الحالية أضعافا مضاعفة، كما هو متوقع. هذا الانخفاض الهائل يعني أن جزيئات سليمة في مفترق الطرق. لإثبات هذه الفرضية استخدمنا شكل سيمونز 'التقريب، J - J 0 البريد dβ حيث d هو سمك حاجز نفق، J 0 هي القيمة النظرية للJ في د = 0 و β هو تسوس نفق مميزة، التي يمكن استخلاصها من نوبة خطي من LN J بوصفها وظيفة من عرض مفترق طرق (أو عدد ذرات الكربون، ن ج). القيم النموذجية لمن β العمود الفقرى ألكان هي في حدود من A-1 (0.71 -1.10 ن ج -1) في 200-500 بالسيارات ويعتمد على الجهد ضعيفة. 17-20 وأقحم في الشكل 4 يصلح خطي من LN J في 500 بالسيارات (من البيانات في الشكل 4) مقابل الطول (أ) لSC16S، SC14S، وSC12S templated وnanogap الهياكل. من المنحدر من هذه المؤامرة، β = 0.75 A-1 (0.94n ج -1) الذي هو في نطاق القيم التي أعلن عنها في الأدب، فإننا نستنتج أن حجم الفجوة التي تحددها هذه الجزيئات مع قرار من 2.5 ألف والتيار يمر عبر العمود الفقري للجزيئات سليمة.
الشكل 1. A التخطيطي للإجراءات المستخدمة لصنع هياكل nanogap. وتودع A) الطبقة الأولى (100 نانومتر سميكة) من الذهب من خلال قناع الظل تفلون إلى رقاقة من السيليكون المفلورة عبر التبخير الحراري. B) بعد إزالة القناع السطح كله من تتناول السيليكون في الايبوكسي. ج) بعد علاج الايبوكسي، يتم فصله من الرقاقة بحيث تبقى ملامح الذهبانضمت إلى الايبوكسي (قالب التجريد). ثم يتم تشكيل SAM على هذه الميزات الذهب D) يتم وضع قناع تفلون أنحاء-SAM غطت ملامح الذهب مع إزاحة 250 - 500 ميكرون طبقة وأخرى 100 نانومتر سميكة من الذهب (أو أي معدن آخر) وتودع. ملاحظة: في حالة استخدام طبقات الذبيحه من المعادن (الألمنيوم والفضة)، وتترسب هذه المعادن قبل ترسب الثاني مع سماكة الذي هو المطلوب لإنتاج عرض فجوة النهائية E) تتم إزالة القناع والميزات الناتجة الخام قطع مع رأى الصائغ ثم هي جزء لا يتجزأ في الايبوكسي في قالب مشراح لإنتاج كتل ليكون مقطوع مع مشراح مستدق.
الشكل 2. مسح الميكروسكوب الإلكتروني للnanogaps المنتجة باستخدام الألومنيوم (أعلى) والفضة (القاع) كما ال ه التبادل. صورة يظهر أعلى طبقتين من الذهب مع الفجوة بين تنتجها النقش من طبقة الألومنيوم مع حمض الهيدروكلوريك مائي. صورة تظهر أسفل طبقتين من الذهب والألومنيوم مع الفجوة التي تنتجها النقش من طبقة الفضة مع البلازما الأكسجين. الفجوة واضحة للعيان في كلتا الحالتين.
الشكل (3). مسح الميكروسكوب الإلكتروني للثغرات من ثلاثة هياكل nanogap مختلفة إعدادها باستخدام dithiols مختلفة كقوالب بعد ashing المواد العضوية مع البلازما الأكسجين من أعلى إلى أسفل:. nanogaps المنتجة باستخدام SC12S، SC14S وSC16S التي تظهر وجود فجوة واضحة بين طبقات الذهب. وnanogaps أكبر نوعيا كما طول زيادات جزيئات. جميع للبعرض الفجوة هي أقل من الحد قرار الصك (~ 4 نانومتر)، وبالتالي وصفت على أنها'' <4 نانومتر ".
في الصفحات = "دائما"> 
الشكل 4. تسجيل المؤامرات الحالية الكثافة مقابل المحتملة للهياكل nanogap ملفقة من ثلاثة dithiols مختلفة؛. SC12S (المربعات السوداء)، SC14S (المثلثات الحمراء)، وSC16S (الدوائر الزرقاء) وأقحم هو مؤامرة من قانون الجنسية (J) مقابل الطول (أ) في 500 بالسيارات تظهر نوبة الخطي (R 2 = 0.99) مع منحدر الموافق β = 0.75 A-1 (0.94 ن ج -1).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في هذه الورقة أثبتنا في تصنيع الهياكل nanogap باستخدام nanoskiving. هذه طريقة بسيطة تجريبيا يتيح إنتاج النانو بمعدل حوالي واحد في الثانية، مع السيطرة على كل الأبعاد الثلاثة. يتم تعريف بحجم الفجوة من خلال دمج الطبقات إما فداء من الألومنيوم والفضة أو المجمعة monolayers النفس من dithiols (الذي يتيح قرار صغيرة مثل). النانو يمكن وضعه باليد على أي ركيزة التعسفي وأنها مباشرة عنونة كهربائيا، وهي خاصية فريدة من nanoskiving. وتنتج هذه التقنية أيضا هياكل موحدة للغاية، ولكن المقاطع رقيقة جدا (<50 نانومتر) حساسة للاهتزازات من شأنها أن تغير سمك الهياكل الفردية. نوعية السكين والماس، والذي هو أهم جزء من nanoskiving، أمر بالغ الأهمية للحصول على الأسلاك المستمر. النكات صغيرة في نتيجة سكين في في عشرات في الأقسام النهائية، في حين النكات كبيرةفي سكين إنتاج أسلاك مقطوعة. عينة تصاعد ومحاذاة حافة سكين مع سطح كتلة يتطلب بعض الممارسة، ولكن هذه التقنية لا يتطلب أي تدريب أو مهارات خاصة وعملية النانوية يحدث كليا على أعلى مقاعد البدلاء، وخارج من غرفة نظيفة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Acknowledgments
هذا العمل هو جزء من برنامج الطاقة الشمسية المشتركة (JSP) من Hyet الشمسية ومؤسسة Stichting VOOR Fundamenteel Onderzoek دير Materie FOM، الذي هو جزء من المنظمة الهولندية للأبحاث العلمية (NWO).
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).
- Chen, W., Ahmed, H., Nakazoto, K. Coulomb blockade at 77 k in nanoscale metallic islands in a lateral nanostructure. Appl. Phys. Let. 66 (24), 3383-3384 (1995).
- Morpurgo, A. F., Marcus, C. M., Robinson, D. B. Controlled fabrication of metallic electrodes with atomic separation. Appl. Phys. Let. 74 (14), 2084-2086 (1999).
- Paska, Y., Haick, H. Systematic cross-linking changes within a self-assembled monolayer in a nanogap junction: A tool for investigating the intermolecular electronic coupling. J. Am. Chem. Soc. 132 (6), 1774-1775 (2010).
- Park, J., Pasupathy, A. N., Goldsmith, J. I., Chang, C., Yaish, Y., Petta, J. R., Rinkoski, M., Sethna, J. P., Abruna, H. D., McEuen, P. L., Ralph, D. C. Coulomb blockade and the kondo effect in single-atom transistors. Nature. 417 (6890), 722-725 (2002).
- Nagase, T., Kubota, T., Mashiko, S. Fabrication of nano-gap electrodes for measuring electrical properties of organic molecules using a focused ion beam. Thin Solid Films. 438-439, 374-377 (2003).
- Kubatkin, S., Danilov, A., Hjort, M., Cornil, J., Brédas, J. -L., Stuhr-Hansen, N., Hedegård, P., Bjørnholm, T. Single-Electron Transistor of a Single Organic Molecule with Access to Several Redox States. Nature. 425 (6959), 698-701 (2003).
- Notargiacomo, A., Foglietti, V., Cianci, E., Capellini, G., Adami, M., Faraci, P., Evangelisti, F., Nicolini, C. Atomic force microscopy lithography as a nanodevice development technique. Nanotechnology. 10 (4), 458-463 (1999).
- Qin, L., Park, S., Huang, L., Mirkin, C. A. On-wire lithography. Science. 309 (5731), 113-115 (2005).
- Hatzor, A., Weiss, P. S. Molecular rulers for scaling down nanostructures. Science. 291 (5506), 1019-1020 (2001).
- Pourhossein, P., Chiechi, R. C. Directly addressable sub-3 nm gold nano-gaps fabricated by nanoskiving using self-assembled monolayers as templates. ACS Nano. 6, 5566-5573 (2012).
- Lipomi, D. J., Ilievski, F., Wiley, B. J., Deotare, P. B., Lončar, M., Whitesides, G. M. Integrated fabrication and magnetic positioning of metallic and polymeric nanowires embedded in thin epoxy slabs. ACS Nano. 3 (10), 3315-3325 (2009).
- Mays, R. L., Pourhossein, P., Savithri, D., Genzer, J., Chiechi, R. C., Dickey, M. D. Thiol-containing polymeric embedding materials for nanoskiving. Journal of Materials Chemistry C. , (2013).
- Thuo, M. M., Reus, W. F., Nijhuis, C. A., Barber, J. R., Kim, C., Schulz, M. D., Whitesides, G. M. Odd-even effects in charge transport across self-assembled monolayers. J. Am. Chem. Soc. 133 (9), 2962-2975 (2011).
- Song, H., Kim, Y., Jeong, H., Reed, M. A., Lee, T. Coherent Tunneling Transport in Molecular Junctions. J. Phys. Chem. C. 114 (48), 20431-20435 (2010).
- Wang, W. Y., Lee, T., Reed, M. A. Mechanism of Electron Conduction in Self-Assembled Alkanethiol Monolayer Devices. Phys. Rev. B. 68 (3), 035416 (2003).
- Weiss, E. A., Chiechi, R. C., Kaufman, G. K., Kriebel, J. K., Li, Z., Duati, M., Rampi, M. A., Whitesides, G. M. Influence of defects on the electrical characteristics of Mercury-Drop junctions: Self-Assembled monolayers of n- Alkanethiolates on rough and smooth. 129 (14), 4336-4349 (2007).
