تصنيع وتشغيل الحزام الناقل النانو البصرية

Abstract

وقد مكنت هذه التقنية على استخدام أشعة الليزر المركزة إلى اعتراض وممارسة القوات على جزيئات صغيرة العديد من الاكتشافات محورية في العلوم البيولوجية والفيزيائية النانوية على مدى العقود القليلة الماضية. التقدم المحرز في هذا المجال يدعو إلى مزيد من الدراسة للنظم أصغر وعلى نطاق أوسع، مع الأدوات التي يمكن توزيعها أكثر سهولة وإتاحتها على نطاق أوسع. وللأسف، فإن القوانين الأساسية للحيود الحد الأدنى من حجم نقطة بؤرية من شعاع الليزر، مما يجعل جزيئات أصغر من نصف الطول الموجي في قطر الصعب فخ ويمنع عموما عامل من التمييز بين الجزيئات التي هي أقرب معا من نصف واحد -الطول الموجي. هذا يحول دون التلاعب البصري من العديد من الجسيمات النانوية المتقاربة ويحد القرار من الأنظمة الميكانيكية والبصرية. وعلاوة على ذلك، والتلاعب باستخدام أشعة مركزة يتطلب البصريات تشكيل شعاع أو القيادة، والتي يمكن أن تكون ضخمة جدا ومكلفة. الي العنوانهذه القيود في قابلية النظام التقليدي محاصرة البصرية مختبرنا قد ابتكر تقنية بديلة التي تستخدم البصريات قرب حقل للتحرك الجزيئات عبر رقاقة. بدلا من التركيز أشعة الليزر في الميدان الآن، وقرب حقل البصري المرنانات plasmonic تنتج ما يلزم المحلي وتعزيز كثافة بصرية للتغلب على القيود المفروضة على حيود والتلاعب الجزيئات في دقة أعلى. المرنانات متباعدة عن كثب تنتج الفخاخ البصرية القوية التي يمكن معالجتها للتوسط في اليد والخروج من الجزيئات من واحدة إلى أخرى بطريقة الحزام الناقل الشبيهة. هنا، نحن تصف كيفية تصميم وانتاج حزام ناقل باستخدام سطح الذهب منقوشة مع plasmonic المرنانات C على شكل وكيفية تشغيلها مع ضوء الليزر المستقطب لتحقيق فائقة الدقة جسيمات متناهية الصغر التلاعب والنقل. يمكن أن تنتج الحزام الناقل رقاقة نانو الضوئية باستخدام تقنيات الطباعة الحجرية وتعبئتها بسهولة وتوزيعها.

Introduction

القبض والاستجواب والتلاعب النانوية واحدة ذات أهمية متزايدة في تكنولوجيا النانو. أصبحت ملاقط بصرية تقنية التلاعب ناجحة بشكل خاص للتجارب في علم الأحياء الجزيئي ^{1-4، 5-7} الكيمياء والنانو التجمع ^10/7، حيث مكنت التجارب اختراق مثل قياس الخواص الميكانيكية للجزيئات DNA واحدة ^{4 و} الفرز من الخلايا الخصائص البصرية الخاصة بهم ^11،12. اكتشافات على هذه الحدود تفتح دراسة النظم حتى أصغر، وأنها تشق طريقها للهندسة المنتجات والتقنيات المفيدة عمليا الجديدة. في المقابل، فإن هذا الاتجاه يدفع الحاجة إلى تقنيات جديدة لمعالجة أصغر الجسيمات أكثر بدائية. وبالإضافة إلى ذلك، هناك مسعى لبناء أجهزة "المختبر على واحد في رقاقة" لأداء هذه المهام أكثر بثمن بخس ومجموعة أصغر من أجل تحقيق الاختبارات الكيميائية والبيولوجية منمختبر والى الميدان للأغراض الطبية وغيرها من ^13،14.

للأسف، محاصرة الضوئية التقليدية (COT) لا يمكن تلبية كل الطلبات المتزايدة تكنولوجيا النانو. COT تعمل على آلية استخدام الفتحة العددية عالية (NA) عدسة موضوعية لتحقيق ضوء الليزر إلى التركيز ضيق، وخلق ذروة المحلية في كثافة بصرية والتدرجات عالية في مجال الطاقة الكهرومغناطيسية. هذه التدرجات كثافة الطاقة تمارس قوة صافية على جزيئات تشتت الضوء والتي تحدد عادة لهم في نحو وسط التركيز. محاصرة جسيمات أصغر يتطلب الطاقة الضوئية أعلى أو التركيز أكثر إحكاما. ومع ذلك، والحزم تركز الضوء الانصياع لمبدأ الحيود، الأمر الذي يحد من حجم الحد الأدنى من نقطة بؤرية ويضع الحد الأعلى من التدرج كثافة الطاقة. هذا وقد اثنين من النتائج الفورية: أشياء صغيرة COT لا يمكن فخ بكفاءة، وCOT لديه مشكلة التمييز بين الجزيئات متباعدة عن كثب، وهو قرار محاصرةالحد المعروفة باسم مشكلة "أصابع الدهون. بالإضافة إلى ذلك، تنفيذ العديد من محاصرة الجسيمات مع COT يتطلب أنظمة البصريات شعاع القيادة أو جهري ضوء المكانية، والمكونات التي تزيد بشكل كبير من تكلفة وتعقيد نظام محاصرة البصرية.

وقال احد طريقة للالتفاف على القيود الأساسية للأشعة مركزة التقليدية للضوء لنشر في الحقل البعيد، هو أن بدلا من ذلك استغلال التدرجات من الطاقة الكهرومغناطيسية الضوئية في الحقل القريب. يضمحل مجال القريب أضعافا مضاعفة بعيدا عن مصادر المجالات الكهرومغناطيسية، مما يعني أنه ليس فقط لأنه المترجمة للغاية لهذه المصادر، لكنه يسلك أيضا التدرجات عالية جدا في كثافة الطاقة. الحقول القريبة من المرنانات النانو المعدنية، مثل فتحات ربطة العنق، وأعمدة نانو، والنقوش على شكل حرف C، وقد ثبت أن يحمل تركيزات غير عادية من الطاقة الكهرومغناطيسية، وتعزيز مزيد من العمل plasmonic من الذهب والفضة في شبه infrموجات حمراء مكتوب والبصرية. وقد استخدمت هذه المرنانات إلى اعتراض جسيمات صغيرة للغاية في الكفاءة العالية وقرار ^15-22. في حين أثبت هذا الأسلوب فعالا في محاصرة الجسيمات الصغيرة، وقد ثبت أيضا أن تكون محدودة في قدرتها على نقل الجزيئات على نطاق ملموس، وهو أمر ضروري إذا النظم شبه الميدانية على التفاعل مع أنظمة بعيدة الميدان أو على microfluidics.

مؤخرا، اقترحت مجموعتنا حل لهذه المشكلة. عندما يتم وضعها المرنانات قريبة جدا معا، يمكن للجسيمات في مبدأ الهجرة من واحد فخ الضوئية القريبة من حقل إلى آخر دون أن يطلق سراحه من على سطح الأرض. يمكن تحديد اتجاه النقل إذا يمكن أن تحول الفخاخ المجاورة على نحو متقطع على حدة. وهناك مجموعة خطية من ثلاثة أو أكثر من المرنانات عنونة، في كل مرنان حساس للاستقطاب أو الطول الموجي للضوء مختلفة عن تلك التي جيرانها، ويعمل بمثابة الحزام الناقل البصرية، نقل nanopartiجسيمات على مسافة عدة ميكرون على شريحة.

ما يسمى ب "النانو البصرية الحزام الناقل" (NOCB) هي فريدة من نوعها بين مخططات مرنان محاصرة plasmonic، لا يمكن إلا أن عقد الجزيئات في مكان، ولكن يمكن أيضا نقلها بسرعة عالية على طول مسارات المزخرفة، وجمع أو تفريق الجسيمات، خلط والوقوف في طوابير لهم، وحتى فرزها حسب خصائص مثل حراكها ^23. يتم التحكم في جميع هذه الوظائف عن طريق تحوير الاستقطاب أو الطول الموجي للإضاءة، دون الحاجة للبصريات شعاع القيادة. كما فخ الضوئية القريبة من الميدان، وNOCB محاصرة القرار هو أعلى من الفخاخ البصرية التقليدية تركز شعاع، لذلك يمكن أن تفرق بين الجسيمات على مقربة. لأنه يستخدم البنية النانوية المعدنية لتركيز الضوء إلى محاصرة بشكل جيد، فمن وتوفير الطاقة، و لا يتطلب المكونات البصرية مكلفة مثل الهدف NA عالية. وعلاوة على ذلك، يمكن تشغيل العديد NOCBs في موازاة ذلك، في ارتفاع دن التعبئةSITY، على نفس الركيزة، و1 W السلطة يمكن أن تدفع أكثر من 1200 فتحات ^23.

لقد أثبتنا مؤخرا أول NOCB يحركها الاستقطاب، ودفع بسلاسة على جسيمات متناهية الصغر ذهابا وإيابا على طول 4،5 ميكرون المسار ^24. في هذه المقالة نقدم الخطوات اللازمة لتصميم وتصنيع الجهاز، بصريا تنشيطه وإعادة إنتاج التجربة النقل. نأمل أن جعل هذه التقنية على نطاق أوسع سوف يساعد على سد الفجوة بين حجم البصريات على microfluidics، بعيدا الميدان، وأجهزة النانو والتجارب.

Protocol

1. تصميم ونقش على شكل حرف C (CSE) صفيف

1. تصميم نمط المصفوفة.

الشكل 1. CSE تخطيط. تصوير من الحزام الناقل عنصر التكرار. وقد تحقق النقل ناجحة باستخدام د _ذ = 320 نانومتر، ود _{س =} 360 نانومتر. أزواج المجاورة من النقوش لها التناوب النسبي 60º الإزاحة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

1. تحديد المسار المطلوب من الجسيمات عبر الركيزة مستو.
2. باستخدام برنامج CAD، وتوليد مجموعة مزدوجة الخطية من المضلعات على شكل حرف C على طول الطريق، كل مضلع في كل زوج تناوب على التوالي 30 ± 90 ° حول جسمها محدب كما هو مبين في الشكل 1. لأن ضد الجسيمات الخاصةolume يحدد تقريبا مجموعة عمليتي التحول من ^22، لا تترك قطر الجسيمات أكثر من فصل أزواج متتالية، وترك ما لا يزيد عن 90٪ من هذه المسافة بين مراكز المضلع في زوج.
   ملاحظة: للإشارة، وقد أشارت دراسات سابقة أن المجالات البوليسترين من 390 نانومتر في القطر وأعلاه هي الأكثر مناسبة للنقل على طول هذا الكم CSE. حبات صغيرة مثل 200 نانومتر يمكن التلاعب بها، وإن لم يكن بشكل موثوق. ومع ذلك، وحبات أكبر من 500 نانومتر تشعر القوى المتنافسة أقوى من إضاءة شعاع تركيزا.

2. تحقق القوات عمليتي التحول على نمط مجموعة باستخدام طريقة عددية لحل معادلات ماكسويل. في حين أن الإجراء الموضح في هذه الوثيقة تخص طريقه العناصر المحددة (FEM) التي تنفذها COMSOL البرمجيات التجارية، فمن الممكن للتكيف مع هذه الطريقة لأساليب وتطبيقات رقمية أخرى.
   1. وضع أسلوب الهندسة العددية التي تستوعب الأبعاد نمط مستو وتحويلةينتهي لا يقل عن 200 نانومتر تحت الطائرة نمط و 600 نانومتر فوق الطائرة. تحت الطائرة، وتشمل مجال لتمثيل الركيزة وفوق طائرة مجال لتمثيل الغرفة السوائل. بثق مستو على شكل C نمط 150 نانومتر نزولا إلى الركيزة، وخلق مجالات 3D لتمثيل المناطق الداخلية من النقوش. إدخال مجال الجسيمات مع الشكل المطلوب.
      1. تأكد من أن هناك على الأقل 200 نيوتن متر من المسافة بين الجزء العلوي من الجسيمات وسقف حجم المحاكاة وضبط بدرجات المحاكاة عند الضرورة. إضافة طبقات مطابقة تماما-لا يقل عن 500 نانومتر في السمك إلى حدود مفتوحة للمحاكاة على امتصاص الإشعاع الخارجي.
   2. تعيين خصائص المواد الكهرومغناطيسية في المجال فوق واجهة لتلك المياه، والخصائص المادية للالداخلية من النقوش على شكل حرف C لتلك الهيدروجين silsesquioxane (HSQ)، والخصائص المادية للمواد المتبقية لتلك التي غولد. تعيين الخصائص المادية للجسيمات لتلك التي البوليسترين أو مادة أخرى في الاختيار. لالبساطة، واستخدام النماذج الخطية المواد الكهرومغناطيسية.
      ملاحظة: يتم عرض عينة كاملة الهندسة 3D في الشكل 2 في هذه الحالة، المجالات المادية حزب الرابطة الاسلامية في الديكارتي ± خ، ذ ±، و+ حدود ض تمتص المجالات تهدف الى نشر إلى ما لا نهاية. ويعرف حزب الرابطة الاسلامية سمك لتكون 5 مرات الأقصى رباعي السطوح حجم عنصر شبكة، أي ما يعادل 5 × 100 نانومتر = 500 نانومتر.
   3. إذا طلب السماحية ɛ _ص والنفاذية μ _ص مدخلات للحلالا العددي في متناول اليد، واستخدام السماحية النسبية 1.96 لHSQ، 1.77 للمياه، و-52.15 - 3.57i عن الذهب. تعيين كافة النفاذية النسبية إلى 1. إذا كانت هناك حاجة خاصية المواد الكهرومغناطيسية أخرى من السماحية والنفاذية، واستخدام هذه القيم لاشتقاق المدخلات المطلوبة وفقا لهويات الكهرومغناطيسية القياسية. استخدام علامة س المناسبو في الجزء التخيلي من الذهب وفقا للوقت معقد اتفاقية علامة التوافقي للحلالا العددي (يجب أن تكون سلبية في ظل إكسب (+ iωt) اتفاقية وإيجابية في ظل إكسب (- ط أوم ر) اتفاقية).

الشكل 2. محاكاة الهندسة. مثال العددية الهندسة المحاكاة في التجاري طريقة العناصر المحدودة البرمجيات COMSOL. تمت محاكاتها فترتين الحزام الناقل مع د _ذ = 320 نانومتر، ود _{س =} 360 نانومتر وقطره المجال 500 نانومتر. المناطق المواد المظللة هي) HSQ، ب) البوليسترين، ج) من الذهب، ود) المياه. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

4. Discretize حجم المحاكاة مع م رباعي السطوح التكيفنبوي. تقييد الحد الأقصى لحجم عناصر شبكة للا يزيد حجمها عن 100 نانومتر في الجزء الأكبر. وعلاوة على ذلك، تقييد الحد الأقصى لحجم عناصر شبكة ل30 نانومتر على سطح الكرة و 30 نانومتر على السطوح نقش لزيادة دقة على هياكل الحرجة. وينبغي استخدام معدل نمو شبكة المعتدل حوالي 1.4 للحفاظ على جودة شبكة عنصر في تلك المناطق، ويمكن أيضا أن تحدد الحد الأدنى من حجم شبكة في حجم للحد من السلوك لا يمكن التنبؤ بها شبكة التكيف.
5. لالإثارة البصرية، وتحديد خلفية موجة الطائرة متناسق مع الطول الموجي مساحة حرة من 1064 نانومتر والتي هي عادة الحادث والمنعكس من الركيزة الذهب مستو كما لو كانت النقوش والجسيمات غائبة. استخدام معادلات فريسنل تقييمها في زاوية طبيعية من الإصابة لحساب الطائرة انعكاس الأمواج ونقل معاملات. اختيار استقطاب هذه الموجة بحيث الحقل الكهربائي تتماشى مع التلال من نقش على شكل C. تطبيع كثافة موجة الطائرةإلى 1 ميغاواط / ميكرون ^2.
6. حل للحقول الكهرومغناطيسية المنتشرة في مجموعة من المحاكاة، التي تجتاح موقف المعلمة الجسيمات واحدة من نهاية الطريق إلى الآخر أثناء الضغط الارتفاع الجسيم ثابتة عند مجرد بضعة نانومتر من السطح. ارتفاعات منخفضة تصل إلى 5 نانومتر تميل إلى التنبؤ إمكانات محاصرة قوية جدا، في حين ارتفاعات أكبر تتنبأ إمكانات محاصرة أكثر سلاسة. في الواقع، فإن الحركة البراونية ضمان أن الجسيمات الحقيقي سوف تستكشف مجموعة متنوعة من ارتفاعات فوق السطح.
   ملاحظة: سوف الموارد الحاسوبية والوقت تختلف مع حجم العددي النظام، طريقة عددية، وأجهزة الكمبيوتر.
7. كرر الخطوات من 1.2.5 و1.2.6 لاستقطاب تتماشى مع كل من الأخريين الاستقطاب متميزة التوجهات C-الشكل، وزاوية الاستقطاب يؤخذ مودولو 180 درجة.
8. لكل المحاكاة في الدفعات الثلاث، وحساب صافي القوة على الجسيمات من خلال دمج تدفق الإجهاد العضلة الشادة ماكسويل-مينكوفسكي من خلال سطح الذي يرفق تماما الجسيم ولكن لا يعبر أي واجهات المواد.
9. لكل الاستقطاب، وحساب العمل به ضد قوات الضوئية قبل تنفيذ مسار لا يتجزأ من محصلة القوى البصرية السلبية على المسار الذي يتبع الجسيمات في كل دفعة، كما هو مبين في الشكل (3).

الشكل 3. اصطياد التأكيد. محاصرة مستقر يمكن البرهنة من خلال التآمر على الجهد البصري من الدول التنشيط. ويتم تحليل فترة واحدة من محركات البحث المخصصة ثلاثة فقط لالبساطة. في الواقع، وعمق الفخ العام هو كاف (> 10 ك _ب T) لمحاصرة مستقر في النقش تنشيط لكل دولة A، B، C. والرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

ove_content ">
الرقم 4. عمليتي التحول التأكيد. عمليتي التحول يمكن أن يظهر من خلال التآمر على الجهد البصري من العمر (الضوء الأحمر) والجديدة ولايات (أحمر) التنشيط في التسلسل. ويتم تحليل فترة واحدة من محركات البحث المخصصة ثلاثة فقط لالبساطة. خلال عمليتي التحول من A إلى B و B إلى C، حاجز محتمل في اتجاه الحركة المنشود بين هذين الموقفين هو من الصغير (1 ك _ب T) وأصغر من ذلك في الاتجاه المعاكس، مشيرا إلى أن عمليتي التحول تسيطر على الأرجح. عمليتي التحول من C إلى A هو الأكثر صعوبة لأن أمور فخ الحاجز لا يزال لا بأس به في جميع الاستقطابات. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

10. تحقق لكل الاستقطاب A، B، C وأن هناك حاجز الطاقة من 10 ك على الأقلB T في الارتفاع على جانبي الحد الأدنى المحتملين في كل فترة من ثلاثة جيم. انظر الشكل 3 للاطلاع على التعرف البصري من الدنيا والحواجز المحتملة.
    ملاحظة: تحدد هذه الخطوة إذا كانت الجسيمات سيتم المحاصرين ثابت على الحزام الناقل المقترحة دون تخطي ذهابا وإيابا. بسبب الخطي من الموجات الكهرومغناطيسية، واستخدام نماذج المواد الخطية، وحاجز الطاقة يتناسب مع مثيرة كثافة موجة الطائرة.
11. تحقق من أن الحواجز الطاقة بين الفخاخ A المجاورة وتراجع B الفخاخ أقل من 1 ك _ب T عند الاستقطاب تناوب مستمر من A إلى B أثناء عمليتي التحول الجسيمات. كرر الاستقطاب دوران من B إلى C، ومن C إلى A. راجع الشكل 4 لتحديد البصرية من هذه عمليتي التحول الانتقال الدنيا والحواجز المحتملة.
    ملاحظة: تحدد هذه الخطوة إذا الجسيم ونقل موثوق من فخ A إلى B فخ الاستقطاب أثناء الدوران. A الجسيماتوتغلب بسهولة على حاجز ارتفاع 1 ك _ب T للانتقال إلى بئر المحتملين أعمق.
12. إذا كان هناك أي حاجز الطاقة غير كاف في خطوة 1.2.10 أو أي حاجز الطاقة التي هي قوية جدا في الخطوة 1.2.11، وضبط التصميم. بشكل عام، لرفع الحواجز الطاقة، وزيادة مساحة تقسيم النقوش على شكل حرف C. لخفض الحواجز الطاقة، وجلب النقوش معا. تجنب التقريب بينها من عقدين من أعماق الجلد (40 نانومتر)، والنقوش التي هي قريبة جدا معا قد يعطل أحد التيارات الآخر صدى، مما يقلل من فعالية محاصرة الشاملة. كرر الخطوة 1.2 إلى إعادة التحقق من إمكانية البصرية.

2. تصنع صفيف CSE

ملاحظة: يظهر الرسم البياني العملية في الشكل (5) هو من وحي هذه العملية من خلال العمل في المرجع. 25 و 26.

الرقم 5. CSE عملية. تخطيطي لمسار العمليات في عملية تجريد قالب طبقة مزدوجة. يستخدم شعاع E الطباعة الحجرية مع 100 كيلو الطاقة لفضح نمط الناقل على HSQ مقاومة. ويقصد طبقة PMMA رقيقة تحت HSQ لتسهيل النهائي الشريط حالا (نشرة) للجهاز من الركيزة سي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

1. الحصول على نظيفة، مصقول رقاقة السيليكون وإحضاره إلى غرفة نظيفة مجهزة لعمليات الطباعة الحجرية السيليكون.
2. تنظيف رقاقة السيليكون لإزالة التلوث العضوي وأكاسيد على السطح.
   1. تزج الرقاقة في 9: 1 H _{2 SO 4:} H _{2 O 2} الحل عند 100 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. A حمام لا يقل عن 1 L يضمن تنظيف قوية، على الرغم من أقل الكيميائية قد تسمح أكثر أمنا وأسهل تجهيز رقاقة كما تتطلب المرافق.
   2. تراجع wafeص في ​​50: 1 حل HF لمدة 30 ثانية. A حمام لا يقل عن 1 L يضمن تنظيف قوية، على الرغم من أقل الكيميائية قد تسمح أكثر أمنا وأسهل تجهيز رقاقة كما تتطلب المرافق.
   3. يشطف جيدا الرقاقة بالماء DI وتدور الجافة ذلك.
3. تدور معطف 50 نانومتر PMMA (سمك ليست حرجة).
   1. أحرق خبز الرقاقة عند 150 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة.
   2. تدور معطف مصقول، رقاقة السيليكون نظيفة مع 2٪ 950k بولي ميثيل ميتاكريليت (PMMA) في 5000 دورة في الدقيقة لمدة 40 ثانية. تطبيق PMMA مع ماصة، وهبطت 20-25 قطرات من مقاومة على مركز للرقاقة قبل البدء في زيادة ونقصان.
   3. آخر خبز PMMA مقاومة على موقد على حرارة 200 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة.
4. تدور معطف 150 HSQ نانومتر (نفس اليوم الذي الخطوة التالية).
   1. تدور على HSQ هجة سلبية مقاومة عند 900 دورة في الدقيقة لمدة 1 دقيقة. تطبيق HSQ مع ماصة بلاستيكية، ومرة ​​أخرى تهبط 20-25 قطرات من مقاومة على مركز للرقاقة قبل البدء في زيادة ونقصان.
   2. آخر خبز HSQ مقاومة على hotplيأكلون في 80 درجة مئوية لمدة 2 دقيقة.
5. فضح وتطوير نمط باستخدام تقنيات الطباعة الحجرية شعاع الالكترون (نفس اليوم الذي الخطوة السابقة). عملية تتبع من مظاهرة طبقة مزدوجة PMMA / HSQ في المرجع. 27.
   1. ترجمة تصميم صورة ظلية إلى تنسيق GDSII لشعاع الالكترون الزخرفة في مجموعة الجرعة. تشمل علامات وشروحه المحاذاة التي لا تقل عن 5 ميكرون في الحجم من أجل تحديد النانو تحت المجهر الضوئي. مجموعة الجرعة يجب أن تتراوح بين 800-4،000 μC / سم ^2.
   2. استخدام أداة التعرض الطباعة الحجرية شعاع الالكترون لفضح مجموعة 100 كيلو فولت تسريع الجهد وفتحة من 60 ميكرون، والتي تنتج تيارا من 500 السلطة الفلسطينية. الإلكترون التعرض شعاع من الممكن أيضا تحت قدمت أقل الفولتية تسريع شعاع الحالية، جرعة، وتصحيح نمط القرب يتم تعديلها وفقا لذلك.
   3. تطوير HSQ كشفها بواسطة غمر الرقاقة في رباعي ميثيل الأمونيوم هيدروكسيد 2.2٪ (TMAH) ديحل veloper لمدة 90 ثانية. تستنهض الهمم بلطف الحل عن طريق تتصارع الطبق المطور كل 10 ثانية. بعد وقت التطوير قد مرت، التوقف فورا عن التنمية عن طريق تنظيف السطح مع الماء لمدة 60 ثانية.
6. معطف طبقة من الذهب 200 نانومتر في السمك، تليها طبقة من النحاس 1000 نانومتر في السمك، والتي المغنطرون الاخرق. تأكد من استخدام أداة الاخرق الذي ذهب الاخرق نسبة ما تم معايرة بحيث يتم تحقيق الهدف سمك حدود 20٪. وتختلف معدلات الاخرق بين الأدوات. التجاوز في سمك الذهب هو مقبول، كما هو التجاوز في النحاس.
7. الغراء 1 سم × 1 سم الكوارتز لوحة ظهر على الركيزة منقوشة مع الأشعة فوق البنفسجية يمكن علاجها الايبوكسي.
   1. نشر قطرة واحدة من الأشعة فوق البنفسجية للشفاء الايبوكسي على الجانب النحاس من العينة في ساحة 1 سم × 1 سم تغطي منطقة الجهاز المزخرفة.
   2. تطبيق لوحة الظهر الكوارتز / الزجاج على سطح النحاس، والتأكد من أنها تغطي المنطقة بالكامل جهاز المزخرفة.
   3. وضع سن نظارات السلامة للأشعة فوق البنفسجية.
   4. راحة لوحة الظهر ويفر على سطح مستو، وإلقاء الضوء على الايبوكسي من فوق مع مصباح الأشعة فوق البنفسجية الفيضانات لحوالي 30 دقيقة.
   5. إيقاف تشغيل مصباح الفيضانات الأشعة فوق البنفسجية وإزالة عينة الشفاء.
8. الافراج عن الجهاز من الركيزة السيليكون في حمام الأسيتون.
   1. باستخدام سكين حاد، والنتيجة على نحو سلس، مسار مغلق حول الكوارتز لوحة الظهر، والتأكد من أن الخفض هو عميقة بما فيه الكفاية لاختراق على طول الطريق من خلال اثنين من طبقات معدنية وطبقة PMMA فوق رقاقة السيليكون.
   2. غمر الركيزة في حمام الأسيتون لمدة 6-8 ساعة.
   3. إذا كان بعد 8 ساعات لم يتم الافراج عن نموذج الجهاز بعد من رقاقة السيليكون وبطبيعة الحال، نقب بعناية الجهاز (بما في ذلك الكوارتز لوحة الظهر وكل من طبقات معدنية) بعيدا عن رقاقة السيليكون باستخدام إسفين رقيقة أو سكين.
   4. شطف الناتجة العينة مع الأسيتون لمدة 1 دقيقة وجففها مع _N 2 أو الهواء النقي.
   5. إذا كان هناك عالبريد حواف خشنة من المعدن أو الغراء المتبقية حول اللوحة الخلفية، تقليم لهم بعناية بعيدا بشفرة الحلاقة أو مختبر المقصات. سيؤدي ذلك إلى تحسين ديناميكيات السوائل خلال التجربة محاصرة من خلال ضمان تبخر موحد حول حواف الشريحة.
   6. تخزين العينة في، واقية من الغبار عاء نظيف لنقلها إلى المختبر البصري.

3. إعداد عينة عينة

1. يعد حل الفلورسنت البوليسترين حبة.
   1. تمييع الحل البوليسترين حبة فلوري من تركيز الشركة المصنعة ل1X10 ⁹ / مل 1X10 ¹⁰ / مل عن طريق إضافة حجم مناسب ل1 مل من الماء.
   2. إضافة 0.05 مل السطحي (الأوكتيل الفينول ethoxylate) على عينة عينة. والسطحي يقلل من ميل من الخرز الغروية التمسك أي سطح، وأيضا يزيد قليلا لزوجة السائل المضيف.

4. معايرة محور بصريالأعمدة

ملاحظة: A التخطيطي للجهاز يمكن الرجوع إليها في الشكل 8.

1. معايرة تركيز كاميرا التصوير العينة.
   1. الحصول على سطح عاكس الفراغ، منقوشة، وشقة للفحص والمعايرة. عينة همية مع علامات المحاذاة يعمل بشكل جيد.
   2. تشغيل مصباح الزئبق المجهر وانتظر حتى استقر مستوى الضوء، ثم فتح مصراع مصباح.
   3. ضع سطح اختبار نمط في حقل المجهر النظر والتحرك تفوقها في مجال مركز الرأي. ضبط المخففات الخفيفة للتأكد من أن الضوء ليست مشرقة جدا لمراقبة من خلال العدسة، ثم ننظر من خلال العدسة وجلب حافة إلى التركيز.
   4. نقل المرحلة المجهر بحيث النمط هو الآن في مركز مجال الرؤية، وضبط مقبض التركيز لتحقيق أقصى قدر من الحدة لهذا النموذج.
   5. بدوره على كاميرا التصوير العينة وضبط السطوع والتباين لمستوى المجهر الإضاءة.
   6. ضبط التركيز الكاميرا العينة حتى النمط هو أيضا في التركيز للكاميرا. يجب أن يكون نمط في التركيز في عرض كل من الكاميرا والعدسة في دون الحاجة إلى إجراء أي تعديلات محورية عند التبديل بين البلدين.
2. معايرة عمود التصوير شعاع للتأكد من أن كاميرا التصوير شعاع الليزر تركز على الركيزة.
   ملاحظة: ومن المفترض أن الليزر شبه IR وقد تم بالفعل موازى تقريبا وتتماشى مع الأعمدة التصوير المجهر. بطاقة استشعار الأشعة تحت الحمراء هي أداة مفيدة لتنفيذ هذه المحاذاة. فمن المستحسن لبناء نظام كامل على دعم الانحياز المسبق مثل نظام القفص حتى يتسنى لجميع من البصريات يمكن أن تركز على المحور نفسه تلقائيا. المرايا مزدوج اللون إدراجها لشعاع والتصوير موجات منفصلة هي المعيار، ولكن لسلامة لا ينبغي أن تسرب أكثر من 1٪ من الطول الموجي لليزر.
   1. تأكد من أن كل باحث في الغرفة يضع على سافيت الليزرنظارات ذ مع انقراض 10 ⁷ على الأقل في الطول الموجي للعملية الليزر (1064 نانومتر) وتضمن مصراع شعاع الليزر مغلق.
   2. بدوره على نظام ليزر امدادات الطاقة والتبريد، ولكن ترك شعاع مغلقة. الاحماء المتوسطة مكاسب الليزر.
   3. مرة واحدة نظارات واقية في مكانها الصحيح، وتتأكد مصراع المغلقة، بدوره على الليزر. وضع كتلة شعاع أمام الليزر وفتح مصراع لقياس الناتج من شعاع الليزر والتحقق، وذلك باستخدام السلطة متر، أن انتاج الطاقة ليزر قد استقرت. الحفاظ على كتلة شعاع في المكان.
   4. لحماية الكاميرا التصوير عينة من المستويات الضارة للضوء الليزر، وجعل المخففات شعاع المؤكد في مكانها أمام الكاميرا التصوير العينة، وكذلك مرآة مزدوج اللون لتوجيه شعاع الطاقة المتبقية إلى كاميرا التصوير شعاع منفصلة. أيضا، تعدل قوة ليزر باستخدام مخففات أو شعاع الخائن الاستقطاب بحيث لا كمية معتدلة من الطاقة (10 ميغاواط) يمر عبرإلى الجهاز.
   5. إزالة كتلة شعاع وشعاع تسمح بالسفر من خلال أجهزة وتقع على كشف كاميرا التصوير شعاع.
   6. بدوره على كاميرا التصوير الحزم وضبط السطوع والتباين في مستوى ضوء الليزر.
   7. يزيل التباؤر شعاع الليزر بحيث يضيء مساحة واسعة من عاكس نمط بواسطة ضوء الليزر.
   8. ضبط بؤرة الكاميرا التصوير شعاع حتى ملامح نمط هي في التركيز في نفس الوقت مع صورة الضوء الأبيض من كاميرا التصوير العينة، وترجمة الكاميرا بحيث يتركز مجال رؤيته على مجال الرؤية للتصوير عينة الكاميرا. الارتكاز فعال تعويض بين الصورة الضوء الأبيض وصورة شعاع يصد طول التناقض البؤري للبصريات بين الليزر والأطوال الموجية المرئية.
3. جلب ليزر في التركيز مع كاميرا التصوير شعاع.
   1. باستخدام التركيز معايرة في كاميرا التصوير شعاع، وضبط الليزرالتركيز شعاع حتى يركز على بقعة ضيقة، وضبط الموقف تركيز شعاع بحيث أنه يقع في مركز مجال الرؤية. باستخدام برنامج الشرح أو طريقة أخرى للاختيار، بمناسبة موقع شعاع في مجال الكاميرا عينة للعرض.
   2. إغلاق مصراع شعاع الليزر.

5. فخ والتلاعب عينة مع الطاقة الضوئية

ملاحظة: A التخطيطي للجهاز يمكن الرجوع إليها في الشكل 8.

1. صورة الخرز البوليسترين الفلورسنت.
   1. استبدال عينة وهمية وغطاء زلة مع ساترة النظيفة في صاحب العينة من المجهر.
   2. وضع طرف على الطرف تصريف ماصة الصغرى واستخراج 2-4 ميكرولتر من المخفف حل الجسيمات الفلورسنت مع ماصة.
   3. أداء ببطء الحل على ساترة. إذا كان هناك فقاعات، إزالتها عن طريق النفخ بلطف الهواء النقي على قطرة من الحل.
   4. Cوضع arefully الجهاز على رأس سائل حل مع سطح الذهب أسفل. يجب أن تنتشر الحل عبر المنطقة بأكملها تحت الجهاز.
   5. نقل المرحلة المجهر بحيث حافة رقاقة مجموعة مرنان هي بالقرب من مركز مجال الرؤية. إنشاء التركيز على حافة رقاقة.
   6. ترجمة المسرح المجهر بحيث نمط مرنان بالقرب من مركز مجال الرؤية. التركيز على النانو عن طريق جلب علامات المحاذاة المظلمة في التركيز، ونلاحظ أن المرنانات أنفسهم تظهر البقع السوداء كما في الخلفية العاكس مشرق.
   7. إدراج ضيق مرشح الفرقة تمرير أمام مصباح الزئبق الذي يمنع كل الألوان الأخرى من أن المقابلة لامتصاص ذروة حبات الفلورسنت.
   8. إدراج ضيق مرشح الفرقة تمرير أمام الكاميرا عينة التصوير الذي يمنع كل الألوان الأخرى من أن المقابلة لذروة الانبعاثات حبات الفلورسنت.
   9. إحضار صورة من الفلورسنت عشرحبات الإلكترونية في التركيز، مشيرا على متوسط ​​سرعة الانسياق الجماعية ضد الحركة البراونية عشوائية بشكل فردي بهم. انتظر حتى يبطئ متوسط ​​سرعة الانسياق الخرز 'إلى أقل من 10 ميكرون / ثانية.
      ملاحظة: نظرا لتبخر على حواف الشريحة، ويرجع ذلك إلى قوات تصفية ديناميكية السوائل تحت وزن رقاقة، قد يكون هناك تيارات واضحة واضح (عشرات ميكرون / ثانية أو أكثر) في السائل العينة. إذا تبخر ليس غير المتماثلة أيضا على طول حافة رقاقة، وهذه التيارات يقلل في النهاية إلى مستويات مقبولة لإجراء التجربة.
2. استخدام تركيز شعاع الليزر إلى اعتراض حبة البوليسترين.
   1. التأكد من أن جميع الباحثين وضعت على نظارات السلامة المناسبة ليزر، ثم قم بتشغيل الليزر مع الحفاظ على مصراع شعاع الليزر مغلقة. تأكد من أن انتاج الليزر هو أقل من 10 ميغاواط. تأكد من أن قوة الليزر قد استقرت عن طريق اختبار انتاج شعاع مع كتلة شعاع في المكان الذي يمنع أشعة الليزرمن دخول المجهر.
   2. مرة واحدة وقد استقرت قوة الليزر، وإزالة كتلة شعاع ونلاحظ بقعة الليزر في صورة شعاع. إذا كانت البقعة هي من التركيز، وضبط التركيز الليزر حتى يتحقق الحد الأدنى من التركيز الفور.
   3. مع ضمان أن يتم وضع مخففات كافية أمام صورة شعاع لمنع كشف عن شعاع التشبع، وزيادة تدريجيا انتاج الليزر السلطة حتى حبة الانجراف يمكن التقاط ثابت في التركيز شعاع. يمكن مسح المرحلة المجهر مساعدة في محاصرة حبة وهو خارج المركز.
   4. تحقق من أن حبة المحاصرين يقع في أو بالقرب من العلامة حققها في وقت سابق لمتابعة الموقف التركيز الليزر في صورة العينة. إذا كان هناك فرق بين موقف حبة وعلامة التركيز الليزر، وتصحيح العلامة التركيز الليزر لتتناسب مع موقف حبة الجديد.
   5. الآن، وضبط المقاول شعاع بنيت في مسار الشعاع حتى يتم توسيع بقعة شعاع إلى 9 ميكرون في القطر FWHM عندما يكون كاملا في التركيز. قياس هذا النحوالثابت قسم كثافة عبر من خلال مركز شعاع بقعة في صورة شعاع.
   6. لو انقطع حبة المحاصرين الأصلية خلال هذا التعديل، استخدم مرحلة الترجمة للبحث عن وفخ حبة أخرى.
      1. إذا اتساع بقعة شعاع تمت إزالة استقرت في فخ الضوئية (بسبب شدة الانحدار انخفضت)، وزيادة قوة شعاع اللازمة لتحقيق محاصرة البصرية مستقر. إذا زيادة حجم البقعة البؤري انتقلت مركز شعاع بعيدا عن موقعها الأصلي، وإعادة إحياء-متوسط ​​موقف حبة المحاصرين في صورة العينة كمركز شعاع.
3. إنشاء محاصرة قرب الميدان والتلاعب حبة البوليسترين على نقش مجموعة على شكل C.
   1. تشغيل مصباح الإضاءة الخلفية وزيادة قوتها حتى يمكن أن ينظر إلى نمط الركيزة في الخلفية وراء الصور من الخرز الفلورسنت.
   2. مع حبة المحاصرين من قبل شعاع فضفاضة تركيزا، واستخدام المسرح المجهر رس نقل نمط الركيزة بحيث نهاية مجموعة من مرنانات يمكن أن ينظر إليه مباشرة وراء حبة المحاصرين. إذا يصبح الحركة البراونية عشوائية حبة لانخفاض كبير، وهذا يعني محاصرين حبة حسب الحقل القريب من مرنان متحمس.
      ملاحظة: إذا لم يتم المحاصرين حبة حسب الحقل القريب البصرية، وضبط الموقف من مجموعة مرنان plasmonic تحت حبة. هذا التعديل قد يؤدي حبة في اتصال وثيق مع مرنان الذي الأفضل أن تتماشى مع الاستقطاب الحالي لضوء الليزر. إذا لم هذه العملية تحفز محاصرة قرب الميدان، قد يكون التركيز شعاع أعلى قليلا من طائرة الركيزة. في هذه الحالة، وضبط التركيز الليزر قليلا بحيث تقترب من نقطة اتصال سطح الركيزة.
   3. إذا بعد التعديلات التركيز مرحلة والليزر صغيرة ما زالت لم المحاصرين حبة حسب الحقل القريب البصرية، والعثور على مجموعة أخرى على الركيزة وتكرار هذه العملية محاصرة قرب الميدان، بدءامع خطوة 5.3.2.
      ملاحظة: عيوب التصنيع تسبب تغيرات كلا منهجية وعشوائية في الأداء مرنان. صفائف مرنان غير عاملة شائعة حتى اتسمت نتائج تلفيق بصورة كاملة وقابلة للتكرار.
   4. مرة واحدة وقد أنشئت بالقرب من الميدان محاصرة، حرك مرحلة الترجمة المجهر بحيث وسط بقعة الليزر يقيم أكثر بالقرب من مركز الناقل. هذا العمل سوف تميل إلى سحب حبة جنبا إلى جنب مع مركز ليزر تركيزا، حتى تعديلات صغيرة فقط ويمكن إجراء في هذا الطريق. إذا أصبحت حبة فكها، والحد من الحركة. هذا هو مقدار شعاع النزوح تحمله من الفخاخ قرب الميدان.
   5. بعد تهجير شعاع قليلا في الخطوة السابقة، وتناوب لوحة نصف موجة وضعها في مسار شعاع الليزر لتدوير زاوية الاستقطاب الخطي. هذا ينشط المرنانات في تسلسل أسفل مجموعة والحث للرقابة، الحركة الخطية في حبة الفلورسنت. مرحلة الآلية الدوارة يمكن انهليرة لبنانية تنتج دوران أكثر استقرارا في لوحة نصف الموجة وبالتالي أكثر ثابتة الحركة حبة.
   6. لتتبع التقدم المحرز في حبة والتقاط البيانات على موقفها، وأطفئ مصباحك الإضاءة الخلفية واستخدام أداة التقاط الفيديو لالتقاط لقطة من الحركة حبة. لا يمكن أن يتحقق معالجة بعد انتهاء لحركة الجسيمات باستخدام MATLAB النصي المقدمة.

Representative Results

الرقم 7 هو صورة من الجهاز النهائي. في وسط 1 سم × 1 سم سطح الذهب هو مصفوفة CSE وناقل أنماط، وهو ما يمكن ملاحظته بالكاد من وجهة نظر الزاوية الشكل 6 هو مسح الإلكترون صورة مجهرية من نمط المثال CSE على الجهاز النهائي.

يتم إظهار حركة الجسيمات من 390 نانومتر البوليستيرين حبة السفر عبر نانو البصرية الحزام الناقل 5 ميكرون في الطول في الشكل 9. ويبين منحنى موقف الجسيمات بوصفها وظيفة من زاوية الاستقطاب الليزر. كما ذكر في البروتوكول، قد تكون هناك حالات لا تنجح النقل أو محاصرة قرب الميدان لا بدء. أفضل مسار للعمل هو محاولة نمطا مختلفا، والتي قد تكون في حالة أفضل.

الرقم 6. SEM صورة CSE الرياضراي. المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وصور من أنماط CSE. (أ) يظهر في الصورة من الهضاب HSQ بعد مقاومة التنمية. وباءت بالفشل العينة مع الذهب نانومتر 5 كطبقة إجراء التفتيش SEM. (ب) - (ج) تظهر أنماط النهائية بعد إصدارها عينة من الركيزة السيليكون الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 7. CSE صفيف رقاقة. صورة الجهاز النهائي، ما يقرب من 10 ملم × 10 ملم في البعد. يظهر في الصورة على سطح الذهب الأمامي للجهاز. الحيود من صريف علامات ID مرئيا كما الساحات متعددة الألوان بالقرب من مركز للرقاقة. الرجاء CLإك هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 8. جهاز التجريبي. التخطيطي للجهاز تجريبي. يتم تنفيذ كل من محاصرة والتصوير في وضع التأمل. وتتميز مسارات الضوء المختلفة باستخدام ألوان مختلفة. الخطوط الحمراء، الخضراء، متقطع الأحمر والأزرق والأصفر وتمثل مسارات الخفيفة من محاصرة البصرية (القيادة الناقل)، والتصوير الفلورسنت، والتصوير الليزر، والإثارة الفلورسنت وإضاءة حقل مشرق على التوالي. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 9. الخرزة مسار المنحنى أكثر نقرا مزدوجا السكك الحديدية الناقل. موقف مقابل زاوية الاستقطاب للحبة 390 نانومتر تتحرك على 4.5 ميكرومتر طويلة المزدوج السكك الحديدية الحزام الناقل. الصور على المعرض لقطات من ترك المجال بعد كل فترة الناقل. منحنى على حق يتتبع موقف محسوب من مراكز حبة. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

وNOCB يجمع بين قوات محاصرة قوية وصغيرة الحجم فخ النهج plasmonic مع القدرة على نقل الجسيمات، وهي متاحة لفترة طويلة فقط لتقنيات تركيز شعاع التقليدية. فريدة من نوعها لNOCB، ومحاصرة والنقل خصائص النظام هي نتيجة الزخرفة السطح وليس من تشكيل شعاع الإضاءة. قدمت إضاءة ساطعة بما فيه الكفاية والاستقطاب، أو الطول الموجي يمكن التضمين، والجسيمات يمكن عقد أو تحركت في بروتوكولات معقدة على السطح. لقد أثبتنا من خلال المحاكاة أن NOCB يمكن بسرعة أيضا نوع الجزيئات على أساس حركتهم ^23. بالقرب من الميدان الفخاخ يمكن أن تكون أحجام رد فعل صغيرة للكيمياء جزيء واحد، وparallelizability المتأصلة في NOCB يعني أنها يمكن أن تستخدم لإعداد، أداء وهدم العديد من التجارب في وقت واحد كما يمكن أن تكون معبأة على شريحة ومضيئة في ذات مرة.

للحصول على NOCB في العمل، وس قرب الميدانيتعين على قوات ptical التي تحمل وجهة قبالة النانوية التغلب على القوى المتنافسة من السحب لزج، محاصرة الضوئية التقليدية (قوة شعاع الإضاءة)، thermophoresis، والقوات اتصال مع جزيئات أخرى والركيزة نفسه. وينبغي أن تكون القوة البصرية القريب ميداني قوي قدر الإمكان لقوة إضاءة معينة؛ وهذا يتطلب تصميم البنية النانوية دقيق وتلفيق، ولكن في الواقع نحن بحاجة إلى إنتاج مجموعة من الهياكل ذات أحجام مختلفة مميزة لاختيار واحد أن يعمل أفضل لطول الموجة إضاءة معينة. يجب أن تتوقف هذه السحب لزج وthermophoresis أيضا: في حين أنها قد لا تكون قادرة على سحب الجسيمات من الفخاخ البصرية قرب الميدان، فإنها يمكن بالتأكيد تجعل من الصعب الحصول على الجسيمات على مجموعة NOCB في المقام الأول.

عندما يتم وضع العينة الأولى تحت المجهر، والجسيمات توزيع بالتساوي في جميع أنحاء حجم ونادرا ما تأتي بالقرب من مجموعة CSE. (Calculations تشير إلى أن الجسيمات يجب أن تتحرك في غضون بضعة عشرات نانومتر الاتصال السطح المراد المحاصرين.) عند تشغيل الإضاءة في البداية على، فإن مجموعة CSE الحرارة فورا وإنشاء التدرج الحراري في الماء الذي يصد الجسيمات على مسافة من عدة مئات نانومتر. تم التغلب على هذا الحاجز من خلال محاصرة الجسيمات على مسافة مع إضاءة شعاع تركيزا، ويدويا سحب الجسيمات من خلال الحاجز الحراري في حقل محاصرة من CSE. ولكن حتى هذه الطريقة سوف تفشل إذا كان التدرج الحراري مرتفع جدا. في تجربتنا، وإدراج طبقة بالوعة الحرارة النحاس حاسم لرسم الحرارة بعيدا عن الماء وإضعاف القوى الحرارية. بالوعة الحرارة النحاس أيضا يجعل من غير المحتمل أن المياه سوف تغلي تحت شدة الإضاءة العادية.

قوة الانحدار البصرية على الجسيمات الصغيرة جدا موازين كما المكعب من قطر الجسيم. وهذا يجعل من الأصعب إلى اعتراض 100حبة نانومتر من حبة 200 نانومتر، لأن السلطة يجب زيادة التدفئة الركيزة بنفس المقدار ثمانية زيادة مرات. من الناحية العملية نوصي محاصرة حبات أكبر أولا (400 نانومتر أو 500 نانومتر القطر)، وتحسين قوة فخ والتقليل من القوى المتنافسة، ومن ثم محاولة محاصرة ونقل جسيمات أصغر.

مرة واحدة وقد تم إعداد العينة، والتجارب لا يمكن أن يؤديها طالما الجزيئات تطفو بحرية في المياه. مخارج المياه العينة عن طريق التبخر على طول الحواف. في مختبرنا هذا يضع سقفا زمنيا تقريبا 20 دقيقة على التجارب. التبخر يمكن أن يؤدي أيضا في قوة السحب لزجة المتنافسة كما يوجه المياه إلى حواف العينة. إذا كانت العينة لديها ميزات الخام مثل الحواف المعدنية عازمة أعلى أو المسامير التي تمنعها من الاستلقاء على شريحة زجاجية، ومساحة السطح المعرضة أكبر من المياه سرعة التبخر. إذا جانب واحد هو أعلى من الآخر، سوف يكون متحيزا تبخر نحوليالي جنب مع فجوة أكبر عينة للانزلاق، والسائل سوف تتحرك بسرعة على مدى النانو، مما يجعل من الصعب أن نرى، والتقاط وعقد الجسيمات.

A NOCB احد يمكن نقل الجزيئات عبر عرض شعاع الإضاءة ولكن ليس أكثر من ذلك. كما تنخفض كثافة شعاع قبالة، واستعادة قوة من شعاع مركزة تزداد قوة وقوة عمليتي التحول NOCB ينمو أضعف، حتى يكون أكثر عرضة للافراج عن الجسيمات من تحريكه إلى الأمام الاستقطاب التناوب. للتمديد لناقلات أطول أو أكثر الناقلات بالتوازي مع ذلك، يجب زيادة مساحة الإضاءة. قوية، امتبائر يزر ديود يمكن أن السلطة مساحة أكبر بكثير من الليزر المستخدمة في هذه التجارب. بدلا من ذلك منطقة الإضاءة ويمكن زيادة عن طريق المسح الضوئي بسرعة شعاع باستخدام منحرف صوتية البصرية.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
HSQ e-beam resist	Dow Corning	XR-1541-006
PMMA	MicroChem	950A2 M230002
Fast curing optical adhesive	Norland Optical Adhesive	NOA 81
Fluorescent carboxyl microspheres	Bangs Laboratories	FC02F, FC03F
Fluorescent carboxylate-modified microspheres	Molecular Probes	F-8888
Quartz slide	SPI Supplies	1020-AB
Inverted fluorescent microscope	Nikon	ECLIPSE TE2000-U
Nd:YAG laser	Lightwave Electronics	221-HD-V04
sCMOS camera	PCO	EDGE55
CCD camera	Watec	WAT-120N
Zero-order half-wave plate	Thorlabs	WPH05M-1064
Triton X-100	Sigma-Aldrich	T8787
Distilled water	Invitrogen	10977-023
Si Wafer	Silicon Quest International	708069
Optical lenses	Thorlabs