Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Tillverkning av Nanoheight kanaler införliva Surface Acoustic Wave Actuation via Litium Niobat för akustisk nanofluidik

Published: February 5, 2020 doi: 10.3791/60648

Summary

Vi visar tillverkning av nanohöjd kanaler med integration av ytan akustisk våg aktiveringsanordningar på litium niobat för akustisk nanofluidik via liftoff fotolitografi, nano-djup reaktiv jonetsning, och rumstemperatur plasma ytaktiverad flerskiktsbindning av enkristalllitiumniobat, en process som är lika användbar för bindning av litiumniobat till oxider.

Abstract

Kontrollerad nanoskala manipulation av vätskor är känd för att vara exceptionellt svårt på grund av dominans av yt- och viskösa krafter. Megahertz-order yta akustisk våg (SAW) enheter genererar enorm acceleration på deras yta, upp till 108 m / s2, i sin tur ansvarig för många av de observerade effekter som har kommit att definiera acoustofluidics: akustisk streaming och akustiska strålningskrafter. Dessa effekter har använts för partikel, cell och vätskemanipulation på mikroskala, även om mer nyligen SAW har använts för att producera liknande fenomen på nanoskala genom en helt annan uppsättning mekanismer. Kontrollerbar nanoskala vätska manipulation erbjuder ett brett utbud av möjligheter i ultrasnabb vätskepumpning och biomakromolekyl dynamik användbar för fysiska och biologiska tillämpningar. Här visar vi nanoskala-höjd kanal tillverkning via rumstemperatur litium niobat (LN) bindning integrerad med en SAW-enhet. Vi beskriver hela experimentell process inklusive nano-höjd kanal tillverkning via torr etsning, plasma-aktiverad bindning på litium niobat, lämplig optisk inställning för efterföljande bildbehandling, och SAW aktivering. Vi visar representativa resultat för vätskekapillärfyllning och vätskedränering i en nanoskalakanal som orsakas av SAW. Detta förfarande erbjuder ett praktiskt protokoll för nanoskala kanal tillverkning och integration med SAW-enheter användbara att bygga vidare på för framtida nanofluidik applikationer.

Introduction

Kontrollerbara nanoskala flytande transporter i nanokanaler-nanofluidik1- sker på samma längd skalor som de flesta biologiska makromolekyler, och är lovande för biologisk analys och avkänning, medicinsk diagnos och materialbearbetning. Olika konstruktioner och simuleringar har utvecklats i nanofluidik för att manipulera vätskor och partikelsuspensioner baserade på temperaturgradienter2, Coulomb dra3, ytvågor4, statiska elektriska fält5,6,7och termofors8 under de senaste femton åren. Nyligen har SAWvisat9 för att producera nanoskala vätska pumpning och dränering med tillräckligt akustiskt tryck för att övervinna dominans av yt- och viskösa krafter som annars förhindrar effektiv vätsketransport i nanokanaler. Den viktigaste fördelen med akustisk streaming är dess förmåga att driva användbart flöde i nanostrukturer utan oro över detaljerna i kemin i vätskan eller partikelsuspensionen, vilket gör enheter som använder denna teknik omedelbart användbar i biologisk analys, avkänning och andra fysikalisk-kemiska tillämpningar.

Tillverkning av SAW-integrerade nanofluidiska enheter kräver tillverkning av elektroderna – den interdigitala givaren (IDT)-på ett piezoelektriskt substrat, litiumniobat10, för att underlätta att generera SAW. Reaktiv jonetsning (RIE) används för att bilda en nanoskala depression i en separat LN pjäs, och LN-LN bindning av de två bitarna ger en användbar nanokanal. Tillverkningsprocessen för SAW-enheter har presenterats i många publikationer, oavsett om det är normalt eller lyft ultraviolett fotolitografi tillsammans med metallsputter elleravdunstningsdeposition 11. För att LN RIE-processen ska kunna etsa en kanal i en viss form har effekterna på etch-hastigheten och kanalens slutliga ytojämnhet från att välja olika LN-orienteringar, maskmaterial, gasflöde och plasmaeffekt undersökts12,13,14,15,16. Plasmaytaktivering har använts för att avsevärt öka ytenergin och därmed förbättra bindningens styrka i oxider som LN17,18,19,20. Det är också möjligt att heterogent binda LN med andra oxider, såsom SiO2 (glas) via en tvåstegs plasma aktiverad bindningsmetod21. Ln-LN-bindning i rumstemperatur har i synnerhet undersökts med hjälp av olika rengörings- och ytaktiveringsbehandlingar22.

Här beskriver vi i detalj processen att tillverka 40 MHz SAW-integrerade 100-nm höjd nanokanaler, ofta kallad nanoslit kanaler(Figur 1A). Effektiv vätskekapillärfyllning och vätskedränerande av SAW-aktivering visar giltigheten av både nanoslittillverkning och SAW-prestanda i en sådan nanoskalakanal. Vårt tillvägagångssätt erbjuder ett nanoacoustofluidic system som möjliggör utredning av en mängd olika fysiska problem och biologiska tillämpningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Förberedelse av nanohöjdskanalmask

  1. Fotolitografi: Med ett mönster som beskriver den önskade formen på nanohöjdkanalerna (figur 1B), använd normal fotolitografi och lyftprocedurer för att producera nanohöjdsdepressioner i en LN-rån. Dessa depressioner kommer att bli nanoheight kanaler på wafer bindning i ett senare steg.
    OBS: De laterala dimensionerna av nanoskala depressioner är mikroskala i detta protokoll. Elektronstråle eller He/Ne jonstrålelitografi kan användas för att tillverka kanaler med laterala dimensioner av nanoskala; Ga+-baseradjonstrålelitografi orsakar svullnad och ojämna substratprofiler23. Orienteringen av de två LN-plattorna bör matcha, annars kan termisk stress orsaka att plattorna eller bindningen mellan dem misslyckas.
  2. Sputter nedfall för att skydda regioner från torr etsning: Placera wafer i sputter nedfall systemet. Dra ner kammaren vakuum till 5 x 10-6 mTorr, låt Ar att flöda på 2,5 mTorr, och sputter Cr på 200 W för att producera en 400-nm tjock offermask där reaktiv jonetsning kommer att förhindras när den används i steg 3 nedan.
  3. Lift-off: Överför wafer till en bägare med tillräcklig aceton för att helt fördjupa wafer. Sonicate på medelhög intensitet i 10 min. Skölj med DI vatten och torka wafer med torrT N2 flöde.
  4. Tärning: Använd en tärning såg för att tärna hela wafer i enskilda marker med (vanligtvis) en nanoslit mönster per chip.
    Protokollet kan pausas här.

2. Tillverkning av nanohöjdskanal

  1. Reaktiv jonetsning (RIE): Använd RIE för att etsa nanoskala fördjupningar i de upptäckta regionerna i LN-substratet. Regioner som lämnas av offercr kommer att skyddas från etsning. Ställ in RIE-effekten på 200W, värm kammaren till 50 °C, dra ner kammarvakuumet till 20 mTorr, ställ in SF 6-flödeshastigheten till 10 fm och ets ning i 20 min för att producera en 120-nm djup nanoslit i LN.
  2. Hålborrning för kanalinlopp och utlopp: Med dubbelsidig tejp, fäst ett etsat LN-chip på en liten stålplåt och plattan till botten av en petriskål. Petriskålen bör vara tillräckligt stor för att möjliggöra fullständig nedsänkning av LN-chipet och stålplåten. Fyll petriskålen med vatten för att helt sänka ner chipet. Fäst en diamantborr bit i 0,5 mm diameter på en borrpress och borra med en hög hastighet på minst 10 000 varv/min på maskinen de önskade inloppen och utloppen. Borrning genom ett tjockt substrat på 0,5 mm bör ta ca 10 till 15 s24 (figur 1B).
    OBS: Nedsänkning vid borrning förhindrar överdriven lokal uppvärmning och partikelstörning på borrplatsen. Andra typer av borrkronor är osannolikt att fungera, och handborrning är inte möjligt i någon takt till vår kunskap. Borrhastigheterna på 10 000 varv/min eller högre rekommenderas för att undvika att LN splittras.
  3. Cr våt etsning: Använd en diamant spets gravyr penna för att tydligt markera den platta, unetched ansikte borrade LN för att hålla reda på vilken sida nanohöjdkanalen ligger i de återstående stegen. Sonicate chipsen i Cr etchant.
    Protokollet kan pausas här. Det är ytterst svårt att avgöra vilken sida av LN-chipet har den etsade nanoskaladepressionen efter att Cr avlägsnats. Ultraljudsbehandling tiden beror på etsning hastighet och Cr mask tjocklek.

3. Plasmaaktiverad bindning av rumstemperatur

  1. Lösningsmedelsrengöring LN-chips: Samla chippar – en SAW-enhet (tillverkad av normal fotolitografi, sputternedfall och lyftprocedurer) och ett etsat nanoskalas depressionschip – tillsammans för att förbereda dem för bindning. Doppa chip par i en bägare av aceton placeras i en ultraljudsbehandling bad och sonicate i 2 min. Överför chips till metanol och sonicate i 1 min. Överför chips till DI vatten.
  2. Piranha rengöring: Förbered piranhasyra i ett glasbägare i en väl ventilerad huva, tillägnad användning av syra, genom att lägga Till H2O2 (30% i vatten) till H2SO4 (96%) i ett förhållande på 1:3. Placera alla marker i en Teflon hållare. Placera hållaren i bägaren och sänk in alla marker i pirayalösningen i 10 min och skölj sedan spånorna och hållaren sekventiellt i två separata DI-vattenbad. Torka spånorna med torr N2 och omedelbart överföra dem till syre (O2)plasmaaktiveringsutrustning, hålla dem täckta under hantering för att undvika kontaminering.
    VARNING: Piranha lösningar är mycket frätande, är starkt oxiderande, och är farliga. Följ de specifika reglerna som hanterar dem på din institution, men var åtminstone ytterst försiktig och använd rätt säkerhetsutrustning. Efter avslutad arbete måste pirayalösningen kylas i minst en timme innan den hälls i en särskild avfallsbehållare.
    OBS: Det är nödvändigt att skölja LN-chipsen två gånger i två DI-vattenbad. Skölja dem en gång lämnar rester bakom som sannolikt kommer att förstöra bindningen. Guldelektroder används för IDT på grund av deras goda motstånd mot piraya lösning.
  3. Aktivering av plasmaytten: Aktivera spånytorna med plasma med 120 W ström när den utsätts för O2-flöde vid 120 sccm i 150 s. Överför omedelbart proverna till ett färskt DI-vattenbad i minst 2 min.
    OBS: Plasmaytbehandling snabbt följt av DI vattennedsänkning kommer att bilda hydroxyl grupper på LN ytan, öka sin fria ytenergi för att senare främja bindning.
  4. Rumstemperaturbindning: Torka proverna med torrt N2-flöde och lägg försiktigt nanoslitsspåchipet på SAW-enhetens chip i önskat läge. Justera om för att ge önskad orientering. Använd sedan pincett eller liknande för att trycka ner provet från mitten för att initiera obligationen. Tryck försiktigt ner i områden som inte band efter den första push.
    OBS: Bindningen kan lätt ses genom den genomskinliga LN. Bundna regioner är helt öppna. LN som inte är dubbel-side polerad kommer att bli svårare att bedöma.
  5. Uppvärmning efter bindning: Placera bundna prover i en fjädrad klämma för att säkert utöva belastningar på den trots termisk expansion och placera de klämda proverna i en ugn vid rumstemperatur (25 °C). Ställ in ugnsvärmetemperaturen till 300 °C, ramphastighet på 2 °C/min maximum, uppehåll er tid till 2 timmar och stäng sedan av den automatiskt så att den och de klämda proverna är i för att naturligt kyla till rumstemperatur.
    Protokollet kan pausas här. Bindningen mellan hydroxylgrupper producerar vatten vid obligationen, och uppvärmning tar bort vattnet för att drastiskt öka bindningsstyrkan. Blygsamma spännkrafter är tillräckliga. Försök att binda två marker av olika riktningar eller material kan orsaka sprickor på grund av inkompatibla termisk expansion och därav följande stress.

4. Experimentell installation och testning

  1. Observation: Observera nanoslitsen under ett inverterat mikroskop. Inkludera och rotera ett linjärt polariserande filter i den optiska banan för att på lämpligt sätt blockera birefringence-baserad bildfördubbling i LN. Använd ultrapure DI vatten via inloppet för att observera vätskerörelse i den färdiga nanoslit.
    Obs! Ultrapure vätska rekommenderas starkt för att förhindra igensättning, särskilt efter avdunstning.
  2. SAW-aktivering: Fäst absorbatorer i ändarna av SAW-enheten för att förhindra reflekterade akustiska vågor. Använd en signalgenerator för att applicera ett kinesiskt elektriskt fält på IDT vid resonansfrekvensen på cirka 40 MHz. Använd en förstärkare för att förstärka signalen. Använd ett oscilloskop för att mäta den faktiska spänning, ström och effekt som används på enheten. Spela in vätskerörelsen under SAW-aktivering en nanoslit med hjälp av en kamera som är ansluten till mikroskopet.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Vi utför flytande kapillär arkivering och SAW-inducerad vätska dränering i nano-höjd LN slitsar efter framgångsrik tillverkning och bindning av SAW integrerade nanofluidiska enheter. Ytan akustiska vågor genereras av IDTs aktiveras av en förstärkt sinusoidal signal vid IDTs resonansfrekvens på 40 MHz, och SAW förökar sig i nanoslit via en piezoelectric LN substrat. Vätskans beteende i nanosliten som interagerar med SAW kan observeras med hjälp av ett inverterat mikroskop.

Vi visar flytande kapillär fyllning i 100-nm höga kanaler med olika bredder. Figur 2 visar kapillärfyllning av ultraren DI-vatten i två 100-nm höga kanaler, en 400 μm bred och den andra 40 μm bred. Droppen av ultrarent vatten levereras in i nanoslit genom inloppet. Kapillärkrafter driver vätskefyllning av hela nanosliten, och fyllningen sker snabbare med den smalare kanalen på grund av dess större kapillärkraft. Kapillärkraftdriven vätskefyllning med andra vätskor av olika viskositeter och ytspänningar kan användas, liksom nanoslitsar av andra höjder för att ge olika resultat.

Vi visar också SAW-inducerad vätska dränering i en nanokanal genom att övervinna kapillärtryck. Vatten i en 100-nm höjd slits har tömts för att visa ett vatten-luft gränssnitt med den maximala längden i mitten (Figur 3), som anger maximal akustisk energi i mitten av SAW enheten. Med starkt akustiskt tryck som genereras i nanoslit, indikerar det också god bindningstyrka med hjälp av vår plasma-yt-aktiverade rumstemperatur LN bindningsmetod. En tröskeltillämpad effekt på cirka 1 W krävs för att det akustiska trycket ska vara större än kapillärtrycket och driva ett synligt dräneringsfenomen (figur 4). Den maximala längden på lufthålan som representerar vätskeytenergi visar en linjär relation med den applicerade akustiska effekten. Det erbjuder ett effektivt verktyg för vätskeaktivering och potentiellt makro-biomolekyl manipulation på nanoskalan. Effekten av dränering av olika vätskor med SAW med olika kanalhöjder och bredder kan undersökas ytterligare.

Figure 1
Figur 1: Bilder av fabricerade enheter. (A) Vänster: Guldelektrod IDMed en 0,7 mm bländare på LN-substrat för 40 MHz SAW-generering och förökning. Mitten, höger: Bondad LN nanoslit enhet integrerad med SAW för vätskeaktivering. Ett ettöresmynt visas som en skalreferens längst ner. (B)Olika reaktiva jonetsade nanohöjdskanal LN-chips visas med kromofferiella maskstrukturer och efter borrning 500 μm diameterhål för vätskeinlopp och utlopp. Skalbar: 5 mm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Vätskekapillärfyllning i 100 nm-höjdskanaler. (A1-A4 ) ( A1-A4 ) ( A1-A4) ( A Ultrarent vatten dras in i en 400-μm bred nanoslit via kapillärkraft över tiden, visas i början (0 s) och 1, 2 respektive 4 s senare. Små vattendroppar kan ses på toppen av vidskepnat. (B1-B4) Ultrarent vatten dras in i en 40 μm bred nanoslit via kapillärkraft över tiden, visas i början (0 s) och 0,1, 0,3 respektive 1 s senare, vilket indikerar snabbare fyllning på grund av större kapillärkraft på en mindre mängd vätska. De små depressionerna på toppen av vidskepningen är bevis på att träffa ytan med pincett. Skalstång: 400 μm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: SAW-inducerad vätskedränering i 1 mm bredd 100 nm-höjd nanoslit. (A-C) En vattenfylld nanoslit dräneras av 40 MHz SAW vid en kraft på 1,31 W, 2,04 W respektive 2,82 W. SAW sprids uppifrån och ned i bilderna. Den interfaciala linjen mellan de bundna och nanoslitregionerna är synlig: notera färgförändringen. Skalstång: 200 μm. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: SAW-inducerad lufthålalängd med avseende på SAW-kraft. Den dagväwettingshålan är ungefär linjärt beroende av den applicerade kraften. Den applicerade effekten bör erbjuda ett akustiskt tryck som är större än kapillärtrycket i nanosliten, vilket orsakar vätskedränering. Tröskeln tillämpas effekt vid vilken dränering visas är runt 1 W i detta fall. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Rumstemperaturbindning är nyckeln till tillverkning av SAW-integrerade nanoslitsanordningar. Fem aspekter måste beaktas för att säkerställa en framgångsrik bindning och tillräcklig bindningsstyrka.

Tid och kraft för plasmaytaktivering
Öka plasmaeffekten kommer att bidra till att öka ytenergin och därmed öka bindningsstyrkan. Men nackdelen med att öka kraften under plasma ytan aktivering är ökningen av ytan ojämnhet, vilket kan negativt påverka nanoslit tillverkning och vätsketransport prestanda. Det har visat sig att aktiveringstiden för plasmaytan inte kommer att bidra till att öka ytenergin efter en viss tid21. Således måste plasma aktiveringstid och kraft definieras för att maximera ytenergimen inte på bekostnad av ökad yta ojämnhet.

Rengöringsschips före bindning
Eftersom det bara finns en nanoskala höjd kanal efter bindning, någon mikro-storlek partikel kommer att vara ett enormt hinder och orsaka bindning misslyckande. Piranha rengöring används för att ta bort allt organiskt skräp på chipytorna. Efter rengöring rekommenderas starkt att använda en ren behållare för att täcka spånorna och förhindra kontaminering.

Ln-chipparnas orientering före bindning
På grund av LN:s anisotropi kräver bindning av det övre och nedre LN-chipet för närvarande identisk materialorientering. Att inte göra det kommer att orsaka kvarvarande stress och eventuellt sprickbildning under tillverkningen. Det kommer också att orsaka olika SAW egenskaper mellan de övre och nedre ytorna i nanoslit på grund av anisotropi. Därför rekommenderas starkt bindning av två LN-chips med identisk materialorientering.

Justering av de övre och nedre spånorna
Vi utför visuellt den manuella inriktningen och bindningen. Införa förvaltningsmarkörer och korrekt mikroskop-stödda anpassade bindning skulle säkert förbättra enhetens kvalitet och avkastning.

Ugnsuppvärmningstemperatur efter att ha inlett uppvärmning av rumstemperatur
Uppvärmning vid högre temperaturer kommer att bidra till att stärka obligationen. Uppvärmning till 300 °C för vår LN-bindningsprocess ger minst 1 MPa bindningsstyrka eftersom den förblir intakt mot jämförbarkapilläroch akustiska tryck i nanoslit med SAW.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Författarna är tacksamma mot University of California och NANO3 anläggningen vid UC San Diego för tillhandahållande av medel och anläggningar till stöd för detta arbete. Detta arbete utfördes delvis på San Diego Nanotechnology Infrastructure (SDNI) i UCSD, medlem i national nanoteknik samordnad infrastruktur, som stöds av National Science Foundation (Grant ECCS-1542148). Det arbete som presenteras här fick generöst stöd av ett forskningsanslag från W.M. Keck Foundation. Författarna är också tacksamma för stödet för detta arbete av Office of Naval Research (via Grant 12368098).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Absorber Dragon Skin, Smooth-On, Inc., Macungie, PA, USA Dragon Skin 10 MEDIUM
Amplifier Mini-Circuits, Brooklyn, NY, USA ZHL–1–2W–S+
Camera Nikon, Minato, Tokyo, Japan D5300
Developer Futurrex, NJ, USA RD6
Diamond tip engraving pen Malco, Memphis, TN, USA Malco A50 USA Made Carbide Tipped Scribe
Dicing saw Disco, Tokyo, Japan Disco Automatic Dicing Saw 3220
Heating oven Carbolite, Hope Valley, UK HTCR 6/28 High Temperature Clean Room Oven - HTCR
Hole driller Dremel, Mount Prospect, Illinois Model #4000 4000 High Performance Variable Speed Rotary
Inverted microscope Amscope, Irvine, CA, USA IN480TC-FL-MF603
Lithium niobate substrate PMOptics, Burlington, MA, USA PWLN-431232 4" double-side polished 0.5 mm thick 128° Y-rotated cut lithium niobate
Mask aligner Heidelberg Instruments, Heidelberg, Germany MLA150
Nano3 cleanroom facility UCSD, La Jolla, CA, USA Fabrication process is performed in it.
Negative photoresist Futurrex, NJ, USA NR9-1500PY
Oscilloscope Keysight Technologies, Santa Rosa, CA, USA InfiniiVision 2000 X-Series
Plasma surface activation PVA TePla, Corona, CA, USA PS100 Tepla Asher
Polarizer sheet Edmund Optics, Barrington, NJ, USA #86-182
RIE etcher Oxford Instruments, Abingdon, UK Plasmalab 100
Signal generator NF Corporation, Yokohama, Japan WF1967 multifunction generator
Sputter deposition Denton Vacuum, NJ, USA Denton 18 Denton Discovery 18 Sputter System
Teflon wafer dipper ShapeMaster, Ogden, IL, USA SM4WD1 Wafer Dipper 4"

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Eijkel, J. C., Van Den Berg, A. Nanofluidics: what is it and what can we expect from it? Microfluidics and Nanofluidics. 1 (3), 249-267 (2005).
  2. Longhurst, M. J., Quirke, N. Temperature-driven pumping of fluid through single-walled carbon nanotubes. Nano Letters. 7 (11), 3324-3328 (2007).
  3. Wang, B., Král, P. Coulombic dragging of molecules on surfaces induced by separately flowing liquids. Journal of the American Chemical Society. 128 (50), 15984-15985 (2006).
  4. Insepov, Z., Wolf, D., Hassanein, A. Nanopumping using carbon nanotubes. Nano Letters. 6 (9), 1893-1895 (2006).
  5. Gong, X., et al. A charge-driven molecular water pump. Nature Nanotechnology. 2 (11), 709 (2007).
  6. Joseph, S., Aluru, N. R. Pumping of confined water in carbon nanotubes by rotation-translation coupling. Physical Review Letters. 101 (6), 064502 (2008).
  7. Rinne, K. F., Gekle, S., Bonthuis, D. J., Netz, R. R. Nanoscale pumping of water by AC electric fields. Nano Letters. 12 (4), 1780-1783 (2012).
  8. Eslamian, M., Saghir, M. Z. Novel thermophoretic particle separators: numerical analysis and simulation. Applied Thermal Engineering. 59 (1-2), 527-534 (2013).
  9. Miansari, M., Friend, J. R. Acoustic Nanofluidics via Room-Temperature Lithium Niobate Bonding: A Platform for Actuation and Manipulation of Nanoconfined Fluids and Particles. Advanced Functional Materials. 26 (43), 7861-7872 (2016).
  10. Minzioni, P., et al. Roadmap for optofluidics. Journal of Optics. 19 (9), 093003 (2017).
  11. Connacher, W., et al. Micro/nano acoustofluidics: materials, phenomena, design, devices, and applications. Lab on a Chip. 18 (14), 1952-1996 (2018).
  12. Ren, Z., et al. Etching characteristics of LiNbO3 in reactive ion etching and inductively coupled plasma. Journal of Applied Physics. 103 (3), 034109 (2008).
  13. Winnall, S., Winderbaum, S. Lithium niobate reactive ion etching. Defence Science and Technology Organization. , Salisbury (Australia). No. DSTO-TN-0291 (2000).
  14. Hu, H., Ricken, R., Sohler, W. Etching of lithium niobate: micro-and nanometer structures for integrated optics. Topical Meeting Photorefractive Materials, Effects, and Devices-Control of Light and Matter, Bad Honnef. , (2009).
  15. Jackel, J. L., Howard, R. E., Hu, E. L., Lyman, S. P. Reactive ion etching of LiNbO3. Applied Physics Letters. 38 (11), 907-909 (1981).
  16. Smith, S. E. Investigation of nanoscale etching and poling of lithium niobate. , Montana State University-Bozeman, College of Engineering. Doctoral dissertation (2014).
  17. Tomita, Y., Sugimoto, M., Eda, K. Direct bonding of LiNbO3 single crystals for optical waveguides. Applied Physics Letters. 66 (12), 1484-1485 (1995).
  18. Howlader, M. M. R., Suga, T., Kim, M. J. Room temperature bonding of silicon and lithium niobate. Applied Physics Letters. 89 (3), 031914 (2006).
  19. Chang, C. M., et al. A parametric study of ICP-RIE etching on a lithium niobate substrate. 10th IEEE International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems. , 485-486 (2015).
  20. Queste, S., et al. Deep reactive ion etching of quartz, lithium niobate and lead titanate. JNTE (Journées Nationales sur les Technologies) Proceedings. , (2008).
  21. Xu, J., Wang, C., Tian, Y., Wu, B., Wang, S., Zhang, H. Glass-on-LiNbO3 heterostructure formed via a two-step plasma activated low-temperature direct bonding method. Applied Surface Science. 459, 621-629 (2018).
  22. Tulli, D., Janner, D., Pruneri, V. Room temperature direct bonding of LiNbO3 crystal layers and its application to high-voltage optical sensing. Journal of Micromechanics and Microengineering. 21 (8), 085025 (2011).
  23. Sridhar, M., Maurya, D. K., Friend, J. R., Yeo, L. Y. Focused ion beam milling of microchannels in lithium niobate. Biomicrofluidics. 6 (012819), (2012).
  24. Shilton, R. J., Yeo, L. Y., Friend, J. R. Drilling inlet and outlet ports in brittle substrates. Chips and Tips. , Available from: http://blogs.rsc.org/chipsandtips/2011/10/10/drilling-inlet-and-outlet-ports-in-brittle-ubstrates/?doing_wp_cron=1563672390.4860339164733886718750 (2011).

Tags

Teknik acoustofluidics nanofluidics nanofabrication ytakustiska vågor rumstemperaturbindning litiumniobat plasmaaktiverad bindning
Tillverkning av Nanoheight kanaler införliva Surface Acoustic Wave Actuation via Litium Niobat för akustisk nanofluidik
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Zhang, N., Friend, J. Fabrication of More

Zhang, N., Friend, J. Fabrication of Nanoheight Channels Incorporating Surface Acoustic Wave Actuation via Lithium Niobate for Acoustic Nanofluidics. J. Vis. Exp. (156), e60648, doi:10.3791/60648 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter