Summary
Biz kalkış fotolitografi, nano-derin reaktif iyon gravür ve oda sıcaklığında plazma ile akustik nanoakışkanlar için lityum niyobat üzerine yüzey akustik dalga aktüasyon cihazlarıentegrasyonu ile nanoheight kanalların imalatı göstermek tek kristal lityum niyobat yüzey aktif çok katmanlı yapıştırma, oksitler lityum niyobat yapıştırma için benzer bir süreç.
Abstract
Sıvıların kontrollü nano ölçekli manipülasyon yüzey ve viskoz kuvvetlerin hakimiyeti nedeniyle son derece zor olduğu bilinmektedir. Megahertz-order yüzey akustik dalga (SAW) cihazları kendi yüzeyinde muazzam ivme üretmek, kadar 108 m / s2, sırayla acoustofluidics tanımlamak için gelmiş gözlenen etkilerin çoğu ndan sorumlu: akustik akış ve akustik radyasyon kuvvetleri. Bu etkiler mikro ölçekte parçacık, hücre ve sıvı manipülasyonu için kullanılmıştır, ancak daha yakın zamanda SAW tamamen farklı bir mekanizma lar kümesi aracılığıyla nano ölçekte benzer fenomenler üretmek için kullanılmıştır. Kontrol edilebilir nano ölçekli sıvı manipülasyonu, fiziksel ve biyolojik uygulamalar için yararlı olan ultra hızlı sıvı pompalama ve biyomakromolekül dinamiklerinde geniş bir fırsat yelpazesi sunar. Burada, bir SAW cihazı ile entegre oda sıcaklığında lityum niyobat (LN) yapıştırma yoluyla nano ölçekli yükseklikte kanal imalatı göstermek. Kuru gravür yoluyla nano yükseklikte kanal imalatı, lityum niyobat üzerine plazma ile aktive bağlanma, sonraki görüntüleme için uygun optik kurulum ve SAW aktüasyonu dahil olmak üzere tüm deneysel süreci tanımlıyoruz. SAW tarafından indüklenen nano ölçekli bir kanalda sıvı kapiller dolgu ve sıvı drenajı için temsili sonuçlar gösteriyoruz. Bu yordam, gelecekteki nanoakışkan uygulamalar için üzerine inşa etmek için yararlı SAW cihazları ile nano ölçekli kanal imalatı ve entegrasyonu için pratik bir protokol sunar.
Introduction
Nanokanallarda kontrol edilebilir nanoölçekli sıvı taşıma -nanofluidics1— çoğu biyolojik makromoleküller ile aynı uzunlukta ölçeklerde oluşur ve biyolojik analiz ve algılama, tıbbi tanı ve malzeme işleme için umut vericidir. Çeşitli tasarımlar ve simülasyonlar sıcaklık gradyanları dayalı sıvılar ve parçacık süspansiyonlar işlemek için nanofluidics geliştirilmiştir2, Coulomb sürükleyerek3, yüzey dalgaları4, statik elektrik alanları5,6,7, ve termoforez8 son on beş yıl içinde. Son zamanlarda, SAWnanokanallarda etkili sıvı taşımaönlemek yüzey ve viskoz kuvvetlerin hakimiyetini aşmak için yeterli akustik basınç ile nanoölçekli sıvı pompalama ve drenaj üretmek için 9 gösterilmiştir. Akustik akışın en önemli faydası, sıvı veya parçacık süspansiyonunun kimyasının ayrıntıları üzerinde endişelenmeden nanoyapılarda yararlı akışı sağlayabilme yeteneğidir, bu tekniği kullanan cihazların biyolojik analiz, algılama ve diğer fizyokimyasal uygulamalarda hemen yararlı olmasını sağlar.
SAW entegre nanoakışkan cihazların imalatı, SAW'ın üretilmesinin kolaylaştırmak için bir piezoelektrik substrat, lityum niyobat10üzerindeki elektrotların-interdigital transdüser (IDT)—imalatını gerektirir. Reaktif iyon gravür (RIE) ayrı bir LN parçasında nanoölçekli depresyon oluşturmak için kullanılır ve iki parçanın LN-LN yapıştırma yararlı bir nanochannel üretir. SAW cihazları için üretim süreci metal sputter veya buharlaşma birikimi11yanında normal veya lift-off ultraviyole fotolitografi kullanarak olsun, birçok yayınlarda sunulmuştur. LN RIE süreci belirli bir şekilde bir kanal etch için, etch oranı ve farklı LN oryantasyonları, maske malzemeleri, gaz akışı ve plazma gücü seçiminden kanalın son yüzey pürüzlülüğü üzerindeki etkileriaraştırılmıştır 12,13,14, 15,15,16. Plazma yüzey aktivasyonu önemli ölçüde yüzey enerjisini artırmak ve dolayısıyla LN17,18,19,20gibi oksitlerde yapıştırma gücünü artırmak için kullanılmıştır. Aynı şekilde, ln'yi siO2 (cam) gibi diğer oksitlerle heterojen olarak iki aşamalı plazma aktif yapıştırma yöntemi21ile bağlamak da mümkündür. Oda sıcaklığında LN-LN yapıştırma, özellikle, farklı temizlik ve yüzey aktivasyon tedavileri kullanılarak araştırılmıştır22.
Burada, genellikle nanoslit kanalları olarak adlandırılan 40 MHz SAW entegre 100-nm yükseklikte nanokanallar, imal süreci ayrıntılı olarak açıklar (Şekil 1A). SAW actuation ile etkili sıvı kapiller dolgu ve sıvı drenaj ı, nanoslit imalatının ve SAW performansının nanoölçekli bir kanalda geçerliliğini gösterir. Yaklaşımımız, çeşitli fiziksel sorunların ve biyolojik uygulamaların araştırılmasını sağlayan nano-akoztoakışkan bir sistem sunmaktadır.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Nano yükseklikte kanal maskesi hazırlama
- Fotolitografi: Nanoheight kanallarının istenilen şekli açıklayan bir desen ile(Şekil 1B),bir LN gofret nanoheight depresyonlar üretmek için normal fotolitografi ve kaldırma prosedürleri kullanın. Bu depresyonlar daha sonraki bir adımda gofret yapıştırma üzerine nanoheight kanalları haline gelecektir.
NOT: Nanoölçekli depresyonların lateral boyutları bu protokolde mikro ölçektir. Elektron ışını veya He/Ne iyon ışını litografisi nanoölçekli yanal boyutlara sahip kanalların imalatında kullanılabilir; Ga+tabanlı iyon ışını litografisi şişme ve düzensiz substrat profilleri neden olur23. İki LN gofretin intorisyonu eşleşmelidir, aksi takdirde, termal stres gofret veya aralarındaki bağ başarısız neden olabilir. - Bölgeleri kuru gravürlerden korumak için püskürtme birikimi: Gofret'i püskürtme biriktirme sistemine yerleştirin. 5 x 10-6 mTorr için oda vakum aşağı çekin, Ar 2,5 mTorr de akmasına izin, ve fışkırtma Cr 200 W bir 400-nm kalınlığında kurban maskesi üretmek için nerede reaktif iyon aşınması adım 3 aşağıda kullanıldığında önlenecektir.
- Kaldırma: Gofret tamamen gofret batırmak için yeterli aseton ile bir beher içine gofret aktarın. 10 dakika orta yoğunlukta Sonicate DI su ile durulayın ve kuru N2 akışı ile gofret kuru.
- Doğrama: Tüm gofretini parça başına bir nanoslit deseni ile (genellikle) tek tek yongalara zarlamak için bir doğrama testeresi kullanın.
NOT: Protokol burada duraklatılabilir.
2. Nano-yükseklik kanal imalatı
- Reaktif iyon aşıntAcı (RIE): LN substratının açığa çıkarılan bölgelerine nano ölçekli depresyonlar sokmak için RIE'yi kullanın. Kurban Lık Cr ile kaplanmış bölgeler gravürden korunacaktır. RIE gücünü 200W'a ayarlayın, odayı 50 °C'ye ısıtın, oda vakumundan 20 mTorr'a çekin, SF6 akış hızını 10 sccm'ye ayarlayın ve LN'de 120 nm derinliğinde nanoslit üretmek için 20 dk'ya eter.
- Kanal girişleri ve çıkışları için delik delme: Çift taraflı bant ile, küçük bir çelik plaka ve bir petri kabın altına plaka kazınmış bir LN çip takın. Petri kabı, LN yongasının ve çelik plakanın tam olarak daldırmasına izin verecek kadar büyük olmalıdır. Çipi tamamen batırmak için Petri kabını suyla doldurun. Bir matkap presine 0,5 mm çapında elmas matkap ucu takın ve istenilen giriş ve çıkışları işlemek için en az 10.000 rpm yüksek hızda matkap. 0,5 mm kalınlığında bir substrat ile delme yaklaşık 10 ila 15 s24 (Şekil 1B)almalıdır.
NOT: Sondaj sırasında daldırma, matkap alanında aşırı lokal ısıtma ve partikül sıkışmasını önler. Matkap uçları diğer türleri çalışmak olası değildir, ve el delme bizim bilgimize herhangi bir hızda mümkün değildir. LN'nin kırılmasını önlemek için 10.000 rpm veya daha büyük matkap ucu dönüş hızları önerilir. - Cr ıslak gravür: Nanoheight kanalının kalan basamaklarda hangi tarafta bulunduğunu takip etmek için delinmiş LN'nin düz ve biçimsiz yüzünü net bir şekilde işaretlemek için elmas uçlu gravür kalemkullanın. Cr etchant'daki fişleri sonicate et.
NOT: Protokol burada duraklatılabilir. Cr çıkarıldıktan sonra LN çipin hangi tarafında kazınmış nano ölçekli depresyona sahip olduğunu belirlemek son derece zordur. Sonication zaman gravür hızı ve Cr maske kalınlığı bağlıdır.
3. Oda sıcaklığında Plazma Aktif Yapıştırma
- Solvent temizleme LN yongaları: Bir SAW cihazı (normal fotolitografi, püskürtme birikimi ve kaldırma prosedürleri ile imal edilmiş) ve bir tane de yapıştırma için hazırlamak için bir nano ölçekli depresyon çipi ile birlikte talaş çiftlerini toplayın. Bir sonication banyo ve sonicate yerleştirilen bir aseton bir kabına çip çiftleri batırın 2 dakika. Metanol ve sonicate 1 dakika için fişleri transfer.
- Piranha temizliği: H2SO4 (%96) H2O2 (%30 su) ekleyerek, asit kullanımına adanmış iyi havalandırılan bir kaporta içinde cam bir kabın içinde piranha asit hazırlayın 1:3 oranında. Tüm fişleri teflon tutucuya yerleştirin. Kabın içine tutucu yerleştirin ve 10 dakika piranha çözeltisi içine tüm cips batırın, sonra iki ayrı DI su banyolarında sırayla cips ve tutucu durulayın. Talaşları kuru N2 ile kurulayın ve kontaminasyonu önlemek için işleme sırasında kapalı tutarak hemen oksijene (O2)plazma aktivasyon ekipmanına aktarın.
DİkKAT: Piranha çözeltileri son derece aşındırıcı, güçlü bir şekilde oksitleyici ve tehlikelidir. Kurumunuzda bunları ele alan özel kurallara uyun, ancak en azından aşırı özen li ve uygun güvenlik ekipmanını giyin. Çalışma tamamlandıktan sonra, piranha çözeltisi özel bir atık kabına dökülmeden önce en az bir saat soğutulmalıdır.
NOT: LN yongalarını iki DI su banyosunda iki kez durulamak gerekir. Onları bir kez durulayarak arkasında kalıntı lar bırakır ve bu da bağı bozar. Altın elektrotlar, pirana çözeltisine karşı iyi dirençleri nedeniyle IDT'ler için kullanılır. - Plazma yüzey aktivasyonu: 120 sccm'de 120 sccm'de O2 akışına maruz kalırken 120 W güçile plazma kullanarak talaş yüzeylerini etkinleştirin.
NOT: Di su daldırma nın ardından plazma yüzeyi arıtılması LN yüzeyinde hidroksil grupları oluşturarak serbest yüzey enerjisini artırarak daha sonra bağlanmayı teşvik edecektir. - Oda sıcaklığında yapıştırma: Numuneleri kuru N2 akışı ile kurulayın ve nanoslit çipini istenilen pozisyonda SAW cihaz yongasının üzerine dikkatlice yerleştirin. İstenilen yönlendirmeyi üretmek için yeniden hizala. Daha sonra bağı başlatmak için merkezinden numune üzerine itmek için cımbız veya benzeri kullanın. İlk itmeden sonra bağlanamayan alanlarda yavaşça aşağı itin.
NOT: Yapıştırma şeffaf LN ile kolayca görülebilir. Bağlı bölgeler tamamen şeffaftır. LN çift taraflı olmayan değerlendirmek daha zor olacaktır. - Yapıştırma sonrası ısıtma: Termal genliğe rağmen üzerine güvenli bir şekilde yük uygulamak için bağlı numuneleri yaylı bir kelepçeye yerleştirin ve kenetlenmiş numuneleri oda sıcaklığında (25 °C) fırına yerleştirin. Fırının ısıtma sıcaklığını 300 °C'ye, rampa oranını maksimum 2 °C/dk'ya, oturma süresini 2 saate ayarlayın ve ardından otomatik olarak kapatıp içteki kenetlenmiş numuneleri oda sıcaklığına kadar doğal olarak soğumaya bırakın.
NOT: Protokol burada duraklatılabilir. Hidroksil grupları arasındaki bağ bağ da su üretir ve ısıtma büyük ölçüde bağ gücünü artırmak için su kaldırır. Mütevazı bağlama kuvvetleri yeterlidir. Farklı yönlerden veya malzemelerden oluşan iki talaşı bağlamaya çalışmak, uyumsuz termal genleşme ve bunun sonucu olarak stres nedeniyle çatlaklara neden olabilir.
4. Deneysel kurulum ve test
- Gözlem: Nanoslit'i ters bir mikroskop altında gözlemleyin. LN'de birefringence tabanlı görüntüyü uygun şekilde engellemek için optik yola doğrusal polarize bir filtre ekleyin ve döndürün. Tamamlanmış nanoslit sıvı hareketini gözlemlemek için giriş yoluyla ultra saf DI su kullanın.
NOT: Ultrasaf sıvı özellikle buharlaşma dan sonra tıkanmayı önlemek için şiddetle tavsiye edilir. - SAW aktüasyonu: Yansıyan akustik dalgaları önlemek için SAW cihazının uçlarına emiciler takın. Yaklaşık 40 MHz rezonans frekansında IDT'ye sinüzoidal elektrik alanı uygulamak için bir sinyal jeneratörü kullanın. Cihaza uygulanan gerçek voltajı, akımı ve gücü ölçmek için bir osiloskop kullanın. Mikroskoba bağlı bir kamera kullanarak nanoslit içinde SAW aktüasyon sırasında sıvı hareketini kaydedin.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
SAW entegre nanoakışkan cihazların başarılı bir şekilde üretilmesi ve bağlanmasından sonra nano yükseklikteki LN yarıklarda sıvı kapiller dosyalama ve SAW kaynaklı sıvı drenajı gerçekleştiriyoruz. Yüzey akustik dalgaları, IDT'lerin rezonans frekansı olan 40 MHz'de güçlendirilmiş bir sinüzoidal sinyal tarafından çalıştırılan IDT'ler tarafından oluşturulur ve SAW piezoelektrik LN substratı ile nanoslit'e yayılır. SAW ile etkileşim nanoslit sıvının davranışı ters bir mikroskop kullanılarak görülebilir.
Farklı genişliklerde 100 nm yüksekliğinde kanallarda sıvı kılcal dolgu olduğunu gösteriyoruz. Şekil 2, biri 400 μm genişliğinde, diğeri 40 μm genişliğinde olmak üzere 100 nm yüksekliğindeiki kanala ultrasaf DI suyunun kılcal dolgusunu göstermektedir. Ultra saf su damlası giriş yoluyla nanoslit içine teslim edilir. Kılcal kuvvetler tüm nanoslit sıvı dolum sürücü, ve dolgu daha büyük kılcal kuvvet nedeniyle dar kanal ile daha hızlı oluşur. Farklı viskoziteler ve yüzey gerilimleri diğer sıvılar kullanarak kapiller kuvvet tahrikli sıvı dolum kullanılabilir, farklı sonuçlar üretmek için diğer yüksekliklerde nanoslits olabilir.
Ayrıca kapiller basıncın üstesinden gelerek bir nanokanalda SAW kaynaklı sıvı nın boşaltılmış olduğunu gösteriyoruz. 100 nm yükseklikteki yarıktaki su, SAW cihazının ortasındaki maksimum akustik enerjiyi gösteren, ortadaki maksimum uzunlukta(Şekil 3)bir su-hava arabirimi göstermek için boşaltılmıştır. Nanoslit'te üretilen güçlü akustik basınç la, plazma yüzeyi ile aktive edilmiş oda sıcaklığında LN yapıştırma yöntemimizi kullanarak iyi bağlanma mukavemeti gösterir. Akustik basıncı kılcal basınçtan daha büyük olmaya zorlamak ve görünür bir drenaj fenomenini yönlendirmek için yaklaşık 1 W'lik bir eşik uygulama kuvveti gereklidir(Şekil 4). Akışkan yüzey enerjisini temsil eden hava boşluğunun maksimum uzunluğu, uygulanan akustik güçle doğrusal bir ilişki gösterir. Nano ölçekte sıvı aktivasyonu ve potansiyel olarak makro-biyomolekül manipülasyonu için etkili bir araç sunar. Farklı kanal yükseklikleri ve genişlikleri ile SAW kullanarak çeşitli sıvıların drenaj etkisi daha fazla araştırılabilir.
Şekil 1: Fabrikasyon cihazların görüntüleri. (A) Sol: 40 MHz SAW üretimi ve yayılımı için LN substrat üzerinde 0,7 mm diyafram açıklığına sahip altın elektrolu IDT'ler. Orta, Sağ: Sıvı harekete geçirmek için SAW ile entegre Bonded LN nanoslit cihaz. Bir kuruşluk sikke alt kısmında bir ölçek referans olarak gösterilir. (B) Çeşitli reaktif-iyon-kazıntılı nano yüksekliktekanal LN yongaları krom kurban maskesi yapıları ile ve sıvı giriş ve çıkışları için 500 μm çapında delikler delindikten sonra gösterilir. Ölçek çubuğu: 5 mm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görmek için lütfen buraya tıklayınız.
Şekil 2: 100 nm yükseklikteki kanallarda sıvı kapiller dolgu. (A1-A4) Ultrasaf su, sırasıyla başlangıçta (0 s) ve 1, 2 ve 4 s sonra gösterilen, zaman içinde kılcal kuvvet ile 400 μm genişliğinde nanoslit içine çekilir. Küçük su damlaları superstrate üstünde görülebilir. (B1-B4) Ultrasaf su, zaman içinde kılcal kuvvet le 40 μm genişliğinde nanoslit içine çekilir, başlangıçta gösterilen (0 s) ve 0.1, 0.3, ve 1 s sonra, sırasıyla, daha küçük bir sıvı miktarı üzerinde daha fazla kılcal kuvvet nedeniyle daha hızlı dolum gösteren. Superstrat üst kısmında küçük depresyonlar cımbız ile yüzeye isabet kanıtıdır. Ölçek çubuğu: 400 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 3: SAW kaynaklı sıvı 1 mm genişliğinde 100 nm yükseklikte nanoslit drenaj. (A-C) Su dolu bir nanoslit, sırasıyla 1,31 W, 2,04 W ve 2,82 W'lık uygulamalı güçle 40 MHz SAW ile boşaltılır. SAW görüntülerde yukarıdan aşağıya yayılıyor. Bağlı ve nanoslit bölgeleri arasındaki yüz ler arası çizgi görülebilir: renk değişikliğine dikkat edin. Ölçek çubuğu: 200 μm. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Şekil 4: SAW uygulanan güç ile ilgili SAW kaynaklı hava boşluğu uzunluğu. Dewetting kavite uzunluğu yaklaşık doğrusal uygulanan güç bağlıdır. Uygulanan güç, nanoslitteki kılcal basınçtan daha büyük bir akustik basınç sunmalı ve sıvı drenajına neden olmalıdır. Drenajın göründüğü eşik uygulanan güç bu durumda 1 W civarındadır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Oda sıcaklığında yapıştırma SAW entegre nanoslit cihazlar imal anahtarıdır. Başarılı bağlanma ve yeterli bağlanma mukavemeti sağlamak için beş yönü göz önünde bulundurulmalıdır.
Plazma yüzey aktivasyonu için zaman ve güç
Plazma gücünün artırılması yüzey enerjisini artırmaya ve buna bağlı olarak bağlanma mukavemetini artırmaya yardımcı olacaktır. Ancak plazma yüzey aktivasyonu sırasında gücü artırmanın dezavantajı yüzey pürüzlülüğündeki artıştır, bu da nanoslit imalatını ve sıvı taşıma performansını olumsuz etkileyebilir. Plazma yüzey aktivasyon süresinin, belirli bir süre den sonra yüzey enerjisini artırmaya yardımcı olmayacağını göstermiştir21. Bu nedenle, plazma aktivasyon süresi ve güç yüzey enerjisini maksimize etmek için tanımlanmalıdır, ancak artan yüzey pürüzlülüğü pahasına değil.
Yapıştırmadan önce talaşları temizleme
Yapıştırma sonra sadece bir nanoölçekli yükseklik kanalı olduğundan, herhangi bir mikro boyutlu parçacık büyük bir engel olacak ve yapıştırma arızası neden olur. Piranha temizliği çip yüzeylerinde tüm organik enkaz kaldırmak için kullanılır. Temizlendikten sonra talaşları kapatmak ve kontaminasyonu önlemek için temiz bir kap kullanılması önemle tavsiye edilir.
Bağlanmadan önce LN talaş çiftlerinin yönlendirmesi
LN'nin asiztropi nedeniyle, üst ve alt LN yongasının yapıştırılması şu anda aynı malzeme yönünü gerektirir. Bunu yapmak için başarısız artık stres ve muhtemelen imalat sırasında çatlama neden olacaktır. Ayrıca aizotropi nedeniyle nanoslit üst ve alt yüzeyler arasında farklı SAW özellikleri neden olacaktır. Bu nedenle, aynı malzeme oryantasyonu ile iki LN yongaları yapıştırma şiddetle tavsiye edilir.
Üst ve alt yongaların hizalanması
Biz görsel manuel hizalama ve yapıştırma gerçekleştirin. Güvenilir belirteçler ve uygun mikroskop destekli hizalanmış yapıştırma tanıtımı kesinlikle cihaz kalitesini ve verimini artıracaktır.
Oda sıcaklığında yapıştırma başlatıldıktan sonra fırın ısıtma sıcaklığı
Yüksek sıcaklıklarda ısıtma bağın güçlenmesine yardımcı olacaktır. LN yapıştırma işlemimiz için 300 °C'ye kadar ısıtma, SAW ile nanoslitteki karşılaştırılabilir kılcal damar ve akustik basınçlara karşı bozulmadan kaldığından en az 1 MPa yapıştırma mukavemeti üretir.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Acknowledgments
Yazarlar California Üniversitesi ve UC San Diego nano3 tesisi için fon ve bu çalışmayı destekleyen tesislerin sağlanması için müteşekkir. Bu çalışma kısmen, Ulusal Bilim Vakfı (Grant ECCS–1542148) tarafından desteklenen Ulusal Nanoteknoloji Eşgüdümlü Altyapı üyesi UCSD'nin San Diego Nanoteknoloji Altyapısı'nda (SDNI) gerçekleştirilmiştir. Burada sunulan çalışma, W.M. Keck Vakfı'nın araştırma bursu ile cömertçe desteklenmiştir. Yazarlar da Deniz Araştırma Ofisi (Grant 12368098 ile) tarafından bu çalışmanın desteği için müteşekkir.
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" |
References
- 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).
- Longhurst, M. J., Quirke, N. Temperature-driven pumping of fluid through single-walled carbon nanotubes. Nano Letters. 7 (11), 3324-3328 (2007).
- 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).
- Insepov, Z., Wolf, D., Hassanein, A. Nanopumping using carbon nanotubes. Nano Letters. 6 (9), 1893-1895 (2006).
- Gong, X., et al. A charge-driven molecular water pump. Nature Nanotechnology. 2 (11), 709 (2007).
- Joseph, S., Aluru, N. R. Pumping of confined water in carbon nanotubes by rotation-translation coupling. Physical Review Letters. 101 (6), 064502 (2008).
- 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).
- Eslamian, M., Saghir, M. Z. Novel thermophoretic particle separators: numerical analysis and simulation. Applied Thermal Engineering. 59 (1-2), 527-534 (2013).
- 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).
- Minzioni, P., et al. Roadmap for optofluidics. Journal of Optics. 19 (9), 093003 (2017).
- Connacher, W., et al. Micro/nano acoustofluidics: materials, phenomena, design, devices, and applications. Lab on a Chip. 18 (14), 1952-1996 (2018).
- Ren, Z., et al. Etching characteristics of LiNbO3 in reactive ion etching and inductively coupled plasma. Journal of Applied Physics. 103 (3), 034109 (2008).
- Winnall, S., Winderbaum, S. Lithium niobate reactive ion etching. Defence Science and Technology Organization. , Salisbury (Australia). No. DSTO-TN-0291 (2000).
- 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).
- 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).
- Smith, S. E. Investigation of nanoscale etching and poling of lithium niobate. , Montana State University-Bozeman, College of Engineering. Doctoral dissertation (2014).
- Tomita, Y., Sugimoto, M., Eda, K. Direct bonding of LiNbO3 single crystals for optical waveguides. Applied Physics Letters. 66 (12), 1484-1485 (1995).
- Howlader, M. M. R., Suga, T., Kim, M. J. Room temperature bonding of silicon and lithium niobate. Applied Physics Letters. 89 (3), 031914 (2006).
- 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).
- Queste, S., et al. Deep reactive ion etching of quartz, lithium niobate and lead titanate. JNTE (Journées Nationales sur les Technologies) Proceedings. , (2008).
- 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).
- 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).
- Sridhar, M., Maurya, D. K., Friend, J. R., Yeo, L. Y. Focused ion beam milling of microchannels in lithium niobate. Biomicrofluidics. 6 (012819), (2012).
- 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).
