Bu kağıt, yardımlı dielectrophoresis için gösterdi akışı nanowire cihazların kendinden montajlı. Bir silikon nanowire alan etkili transistör imalatı örnek olarak gösterilir.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu kağıt, yardımlı dielectrophoresis için gösterdi akışı nanowire cihazların kendinden montajlı. Bir silikon nanowire alan etkili transistör imalatı örnek olarak gösterilir.
Akış yoluyla dielectrophoresis (DEP) bir verimli kendinden montajlı yöntemi için kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir konumlandırma, hizalama ve nanowires seçim olduğunu. DEP nanowire analizi, karakterizasyonu ve çözüm tabanlı imalatı yarıiletken aygıtlar için kullanılır. Yöntem alternatif elektrik alan metal elektrot arasındaki uygulayarak çalışır. Nanowire formülasyonu sonra yerçekimi kullanarak formülün bir akışı oluşturmak için bir eğimli yüzeyde olan elektrot üzerine düştü. Nanowires sonra elektrik alanı ve sıvı akış yönünü degrade boyunca hizalayın. Alanın frekans nanowires üstün iletkenlik ve alt tuzak yoğunluğu ile seçmek için ayarlanabilir.
Bu çalışmada, akış yoluyla DEP nanowire alan etkili transistörler oluşturmak için kullanılır. DEP akış yoluyla çeşitli avantajları vardır: elektriksel özellikleri; nanowire yelpazesi sağlar nanowire uzunluk kontrolünü; nanowires belirli alanlarda yerleşimini; nanowires yönünü kontrolünü; ve kontrol nanowire yoğunluğu içinde belgili tanımlık aygıt.
Teknik gaz sensörler ve mikrodalga anahtarları gibi diğer birçok uygulama için genişletilebilir. Teknik verimli, hızlı, tekrarlanabilir ve seyreltik çözüm roman Nanomalzemeler test etmek için ideal hale az miktarda kullanır. Gofret ölçek derleme nanowire cihazların da elde edilebilir bu tekniği kullanarak çok sayıda örnekleri test etmek için izin ve geniş alan elektronik uygulamaları.
Nano tanecikleri önceden tanımlanmış substrat konumlarda kontrol edilebilir ve tekrarlanabilir Meclisi yarıiletken veya yürütülmesi nano tanecikleri kullanan çözüm-işlem elektronik ve Fotonik aygıtların ana sorunlardan biri. Yüksek performanslı aygıtlar için tercihli boyutları ve dahil olmak üzere, örneğin belirli elektronik özellikleri, yüksek iletkenlik ve düşük yoğunluklu yüzey tuzak devletler ile nano tanecikleri belirleyebilmek son derece yararlı da sağlar. Nanomalzemeler büyüme, nanowire ve nanotüp malzemeleri de dahil olmak üzere önemli gelişmeler rağmen bazı varyasyonları nanopartikül özelliklerinin her zaman mevcuttur ve bir seçim adım1 nanoparçacık tabanlı aygıt performansını önemli ölçüde artırabilirsiniz ,2.
Bu çalışmada gösterilmiştir akış yoluyla DEP yöntemin amacı kontrol edilebilir yarıiletken nanowires derleme için yüksek performanslı nanowire alan etkili transistörler metalik kişiler üzerine göstererek yukarıdaki sorunları ele almaktır. DEP nanowire cihaz imalat nanowires, hizalama/nanowires yönünü ve nanowires DEP sinyal frekans seçimi ile istenen özellikleri1çeşitli konumlandırma dahil olmak üzere tek bir adımda birkaç sorunları çözer. DEP gaz sensörler3, transistörler1, değişen çok sayıda diğer cihazlar için kullanılan ve bakteri analiz7için konumlandırma için4,5, RF geçer.
DEP nanowires içinde kendinden montajlı elektrotlar8kaynaklanan üniform olmayan elektrik alanının uygulama yoluyla polarizable parçacıkların manipülasyon olduğunu. Yöntem aslında bakteri9,10 manipülasyon için geliştirildi ama yana nanowires ve Nanomalzemeler manipülasyon genişletti.
Geleneksel yukarıdan aşağıya teknikleri dayalı birden çok photomasking, iyon implantasyonu, tavlama ve Matlaştırma yüksek sıcaklık14, önemli ölçüde farklıdır yarı iletken cihaz imalat nano tanecikleri DEP çözüm işlenmesini sağlar adımları. Zaten sentezlenmiş nano tanecikleri DEP işleyen, düşük sıcaklık, aşağıdan yukarıya imalat tekniği11oldu. Bu yaklaşım büyük ölçekli nanowire cihazlar sıcaklığa duyarlı, esnek plastik yüzeylerde6,12,13de dahil olmak üzere hemen hemen herhangi bir yüzey monte edilebilir sağlar.
Bu eser, yüksek performanslı p-tipi silikon nanowire alan etkili transistörler akış yoluyla DEP kullanarak cihazlarında ve FET akım-gerilim nitelemesi yapılır. Bu çalışmada kullanılan silikon nanowires via süper akışkan sıvı katı (SFLS) yöntemi15,16yetiştirilmektedir. Nanowires kasten katkılı ve yaklaşık 10-50 µm uzunluğu ve 30-40 nm çapındadır. SFLS büyüme yöntemi çok cazip çünkü ölçeklenebilir nanowire malzemeler15miktarda sanayi sunabilir. Önerilen nanowire derleme metodoloji doğrudan etsin13, SnO23ve GaN18gibi diğer yarı iletken nanowire maddeler için geçerlidir. Teknik iletken nanowires19 hizalamak için ve nano tanecikleri elektrot aralıkları20arasında konumlandırmak için genişletilebilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Dikkat: Tüm yordamları sürece aksi belirtilen gerçekleşecek bir temiz oda ortamı ve risk değerlendirme be bitmiş nanowires ve kimyasal işleme sırasında güvenliği sağlamak için. Nanomalzemeler güncelliği sağlık etkileri henüz bilinmiyor bir dizi var ve böylece uygun ile ele alınmalıdır21umurumda.
Not: Süreç DEP kişileri tanımlamak için ilk fotolitografi ve metal birikimi adımları tarafından takip yüzeylerde hazırlanması ile başlar. Nanowires sonra DEP ile monte edilir ve bir daha da isteğe bağlı ifade photolithographic ve metal adım nanowires üzerine en iyi kişiler yatırmak için gerçekleştirilebilir. Nanowire transistör aygıtların akım-gerilim özellikleri sonra bir yarıiletken karakterizasyon kiti kullanılarak ölçülür.
1. yüzeylerde hazırlanması
2. fotolitografi Bilayer işlem kişiler için
Not: Bir bilayer fotolitografi süreç elektrot oluşturmak için kullanılır. Fotolitografi işleminin sarı bir odada fotorezist malzemelerin çürüğü önlemek için yapılır.
3. Metal kişiler birikimi
Not: Elektron ışını (E-beam) ifade üzerine hazırlanan fotorezist elektrotlar yatırmak için kullanılır. Bu işlem de termal Evaporatör veya diğer türleri metal ince film biriktirme teknikleri kullanabilirsiniz.
4. Nanowires DEP
5. ikincil bir Metal tabaka birikimi
6. ı-V Nanowire cihazlar karakterizasyonu
Not: Örnekleri Şimdi tam ve sonraki deneylerde kullanılan veya -V özellikleri nanowire FET elektriksel özellikleri kurmak için ölçülebilir. Arka kapı FET nerede katkılı silikon gofret ortak kapısı olarak hizmet vermektedir ve SiO2 katman kapısı Dielektrik hizmet vermektedir fabrikasyon aygıtlardır.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bilayer fotolitografi sonuçlarında temiz keskin elektrotlar tanımlı. Örneğin (şekil 1A), kanal uzunluğu 10 µm ile arası digitated parmak yapısı kullanılmıştır. Bu yapıların DEP kuvvet uygulandığında nanowires en fazla kaç birleştirmek geniş bir alan sağlar. Şekil 1B bir şematik bir alt geçit nanowire FET cihazın gösterir.
Yanlış nanowire dağılım konsantrasyon, de yeters...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Başarılı imalat ve cihazların performansını birkaç anahtar etkenlere bağlı. Bunlar nanowire yoğunluğu ve dağıtım dahil formülasyonu, solvent, DEP sıklığı ve nanowires mevcut sayısını kontrol aygıtı elektrotlar1seçim.
Bir tekrarlanabilir çalışan cihazlar ulaşmada kritik adım nanowire formülasyonu olmadan küme veya kümeleri hazırlıktır. Formülasyon daha önce DEP nanowire dispersiyon korumak için ve kümeleri sayısını azaltmak için sonicated. Özellikle nanowires bunun için ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarlar hiçbir çıkar çatışması olduğundan emin olun.
Yazarlar için mali destek ve Prof. Brian A. Korgel ESPRC ve BAE sistemleri ve grubu bu çalışmada kullanılan silikon nanowires yetiştirilen SFLS temini için teşekkür etmek istiyorum.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Silikon / silikon dioksit gofret, CZ yöntemi büyümesi, 100 mm çap, 300 nm oksit termal büyüme, n-katkılı fosfor | Si-Mat (Silikon malzemeler) | - | http://si-mat.com/ |
| Aseton (200ml) | Sigma Aldrich | ||
| W332615-İzopropanol (200ml) | Sigma Aldrich | ||
| W292907-Deiyonize su (150ml) | Yerinde tedarik | - | - |
| Fotorezist (A) SF6 PMGI aşındırma fotorezit altında (numune başına yaklaşık 1 ml) | Microchem | - | http://microchem.com/pdf/PMGI-Resists-data-sheetV-rhcedit-102206.pdf |
| Fotorezist (B) S1805 fotorezit) (numune başına yaklaşık 1 ml) | Microchem | - | http://www.microchem.com/PDFs_Dow/S1800.pdf |
| Photoresist geliştiricisi Microposit MF319 (100 ml) | Mikrokimya | - | http://microchem.com/products/images/uploads/MF_319_Data_Sheet.pdf |
| Fotorezist sökücü Microposit remover 1165 (300ml (her biri 150 olan 2 banyo)) | Microchem | - | http://micromaterialstech.com/wp-content/dow_electronic_materials/datasheets/1165_Remover.pdf |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.