Temiz silikon gofretler RT'de yakın temasa geçirildiğinde, van der Waals kuvvetleri aracılığıyla birbirlerine çekilirler ve zayıf yerel bağlar oluştururlar. Bu yapıştırma, daha yüksek sıcaklıklarda tavlama ile çok daha güçlü hale getirilebilir5,6. Yapıştırma, SiO 2'den Si'ye veya SiO2'den SiO2'ye yüzeylerle başarıyla yapılabilir. Si gofretlerin bağlanması en yaygın olarak izolatör cihazlarında, silikon tabanlı sensörlerde ve aktüatörlerde ve optik cihazlarda silikon için kullanılır7. Burada açıklanan çalışma, tüm gofret alanı8,9üzerinde iyi tanımlanmış düzgün aralıklı muhafazalar elde etmek için kullanarak farklı bir yönde doğrudan bağlanmayı alır. Sıvının sokulabileceği iyi tanımlanmış bir geometriye sahip olmak, hapsinin sıvının özellikleri üzerindeki etkisini belirlemek için ölçümlerin yapılmasına izin verir. Hidrodinamik akışlar, küçük boyutun onlarca nanometreden birkaç mikrometreye kadar kontrol edilebildiği yerlerde incelenebilir.
SiO2, bir fırında ıslak veya kuru bir termal oksit işlemi kullanılarak Si gofretlerinde yetiştirilebilir. SiO2 daha sonra litografik teknikler kullanılarak islenildiği gibi desenlenebilir ve kazınabilir. Çalışmamızda kullanılan desenler, düzlem veya film geometrisinde yapıştırma ile sonuçlanan geniş aralıklı destek direklerinin bir desenini içerir (bkz. Şekil 1). Ayrıca tek boyutlu özellikler için kanallar ve (1 μm) 3 veya (2 μm) 3 boyut1 (bkz. Şekil 2)kutu dizileri için desenli kanallarımız vardır. Kutularla bir sınırlama tasarlarken, genellikle bir gofret üzerinde 10-60 milyon, tüm tek tek kutuları doldurmanın bir yolu olmalıdır. İki gofretten 30 nm veya daha fazla uzak duran bir tasarıma sahip üst gofretin ayrı bir deseni buna izin verir. Veya eşdeğer olarak, sığ kanallar üst gofret üzerinde tasarlanabilir, böylece tüm kutular bağlanır. Üst gofrette yetişen oksitin kalınlığı alt gofrettekinden farklıdır. Bu, tasarıma başka bir esneklik ve karmaşıklık derecesi ekler. Her iki gofreti de desenleyebilmek, daha çeşitli sınırlama geometrilerinin gerçekleşmesini sağlar.
Bu bağlı gofretlerdeki veya hücrelerdeki geometrik unsurların boyutu değişebilir. 30 nm kadar küçük düzlem filmleri olan hücreler başarıylayapılmıştır 10,11. Bunun altındaki kalınlıklarda, aşırı kemikleme, gofretlerin destek direklerinin etrafında bükülmesi ve böylece hücrenin "sızdırmazlık" altına alınmasıyla meydana gelebilir. Son zamanlarda, sıvı 4üzerinde bir dizi ölçüm Yapıldı Aralarında değişen ayırma mesafesi10,12olan bir dizi(2 μm) 3 kutu ile gerçekleştirildi. 2 μm'den çok daha derin özellikler, oksit yetiştirmek için gereken sürenin artması nedeniyle çok pratik değildir. Bununla birlikte, ölçümler 3.9 μm 9 kadar kalın bir oksit ileyapılmıştır. Yanal boyutun küçüklüğündeki sınırlar litografi yeteneklerinin sınırlarından kaynaklanmaktadır. Yanal boyutun büyüklüğü için sınır gofret boyutuna göre belirlenir. Yanal boyutun neredeyse tüm gofret çapına yayıldığı düzlemsel hücreleri başarıyla oluşturduk, ancak birkaç küçük yapının genişlikte onlarca nanometre sırasına göre desenlendiğini kolayca hayal edebiliriz. Ancak bu tür yapılar e-ışın litografisi gerektirecektir. Şu anda bunu yapmadık.
Tüm çalışmalarımızda bağlı gofretler vakumlu sıkı bir muhafaza oluşturdu. Bu, desenli oksitte gofretin çevresinde3-4 mm genişliğinde 3-4 mm'lik SiO 2'nin katı bir halkasının tutulmasıyla elde edilir, bkz. Bu, yapıştırma üzerine sıkı bir mühür oluşturur. Bu tasarım, bir giriş ve çıkış gerektiren hidrodinamik çalışmalarla ilgileniyorsa kolayca değiştirilebilir.
Bağlı hücrelerin patlayan basıncı da test edilmiştir. 375 μm kalınlığında gofretlerle yaklaşık dokuz atmosfere kadar basınç uygulanabileceğini gördük. Bununla birlikte, bunun daha büyük oksit alanları üzerinde veya belki de daha kalın gofretler için yapıştırılarak nasıl iyileştirilebileceğini incelemedik.
Silikon hücrelerini bir dolum hattına ayırma prosedürü ve kapalı helyumun özelliklerini düşük sıcaklıkta ölçme teknikleri Mehta ve ark. 2 ve Gasparini ve diğerleri. 13 Silikon için doğrusal boyuttaki değişikliklerin hücrelerin soğutulduğunda sadece% 0.02 olduğunu not ediyoruz14. Bu, RT'de oluşturulan desenler için ihmal edilebilir.