Nanoskiving द्वारा nanogaps Fabricating
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.
Protocol
Representative Results
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. खा?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
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
| 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
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