Name: Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-01-09T14:15:00.000+00:00
Duration: 10 min 32 s
Description: Öğrenin silikon gofretleri doğrudan yapıştırarak nanometre ölçekli düzgün boşluklar oluşturmayı. Bu yöntem, sıvıların sınırlı ortamlardaki davranışlarını ölçmek için kullanılır ve malzeme bilimi araştırmalarında yüksek doğruluk sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma NSF tarafından DMR-0605716 ve DMR-1101189 hibeleri tarafından finanse edildi. Ayrıca, Cornell Nano Ölçekli Bilim ve Teknoloji Merkezi oksitleri büyütmek ve desenlamak için kullanıldı. Yardımları için teşekkür ederiz. Bizden biri FMG, Moti Lal Rustgi Profesörlüğü'nün desteği için minnettar.

1. Yapıştırmadan Önce, Gofret Hazırlama
1.8 hariç bu adım Cornell Nano ölçekli tesis temiz odasında yapılır.
<ol><li>Kalın oksitler için ıslak bir oksit işlemi ve daha iyi kalınlık kontrolü elde etmek için çok ince oksitler için kuru bir oksit işlemi kullanarak oksitleri standart bir termal oksidasyon fırınında yetiştirin. Elipsometry ile tam gofret üzerinde homojenlik için kalınlığı kontrol edin.</li>
	<li>Kazımak istediğiniz geometri için bir maske oluşturun.</li>
	<li>Kazınan gofretlerin üzerinde fotoresist döndürün.</li>
	<li>Bir test gofretunu ortaya çıkarmak, geliştirmek ve pişirmek ve uygun bir mikroskopla incelemek.</li>
	<li>Test gofreti istirani gibi açığa çıkarsa, test gofretini kazıyın. Oksit kalınlığının yanal özellik boyutuna oranı, ıslak veya kuru bir gravürün uygun olup olmadığını belirleyecektir. Islak etches izotropik olduğundan oksitte dikey duvarlar üretmeyeceklerdir. Çoğu durumda bu önemli değildir. Dikey duvarlar isteniyorsa reaksiyon iyon gravür kullanabilirsiniz. Gravür başarılı olursa, diğer gofretlerle devam edin. Genellikle, Si ve SiO2'nin hidrofobik / hidrofilik özellikleri, gravür işleminin başarılı olup olmadığını görmek için kullanılabilir.</li>
	<li>Fotoresisti gofretlerden çıkarın. Çoğu fotoresist için, bu başlangıçta izopropil alkol ve aseton ile yapılabilir. Bununla birlikte, bir miktar direnç hala gofretlerde kalacaktır. Bu direncin iyi bir bağ elde etmek için tamamen kaldırılması gerekir.</li>
	<li>Reaktif bir iyon etcher kısa bir 20 dakika oksijen descumming işlemi kullanın. Bu, gofretlerde kalan fotoresistleri ortadan kaldıracaktır. Bununla birlikte, bu aynı zamanda maruz kalan silikona bazı oksit katmanları da ekleyecektir. Bu genellikle 1-4 nm15.</li>
	<li>Üst gofretteki dolum deliğini delin. Bu, elmas uçlu matkap uçları ve akıllı kesim yağlama ile yapılabilir (bkz. Üretici ayrıntıları için malzemeler). Deiyonize su ile deldikten hemen sonra akıllı kesimi durulayın. Delme, çapı ~0,124 cm'den büyük delikleri doldurmak için 3-9 μm kumlu bir elmas macunu kullanılarak da yapılabilir. Akıllı kesim yağlama için tekrar kullanılabilir. 1.000-2.000 rpm'de küçük bir hassas matkap presi kullanıyoruz.</li>
</ol>2. Yapıştırma Hazırlığı
<ol><li>Gofretleri yapıştırmak için temizlik her şeyden önemlidir. Gofretleri temizlemek için atılması gereken birkaç adım vardır. İlk olarak, RCA banyoları ile temizleyin.<ol>
<li>Gofretleri deiyonize (DI) suda durulayın.</li>
		<li>"RCA" asit banyosunda temizleyin. RCA asit banyosuH 2O:H2O2:HCl 5:1:1oranları ile. Gofretleri 80 °C RCA asit içine 15 dakika boyunca desenli yanları yukarı bakacak şekilde yerleştirin. Bu adım metalik kirlenmeyi ortadan kaldıracaktır.</li>
		<li>Gofretleri asitten çıkarın ve DI su banyosunda 5 dakika durulayın.</li>
		<li>Bir sonraki "RCA" tabanında temizleyin. RCA tabanıH 2O:H2O2:NH4 OH 10:2:1 oranları ile. Gofretleri 80 °C RCA tabanına 15 dakika boyunca desenli yanları yukarı bakacak şekilde yerleştirin. Bu adım herhangi bir organik kirlenmeyi ortadan kaldıracaktır.</li>
		<li>Di su banyosunda gofretleri ~15 dakika durulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Uygun yapıştırma için gofretlerin DI su banyosundan çıkarılması ve temiz kalması gerekir. Bu iki adımda yapılır:<ol>
<li>İlk olarak, gofretleri desenli kazınmış tarafları birbirine bakacak şekilde, Şekil 3B'degösterildiği gibi temiz bir mikro şarampolde bir Teflon aynasına yerleştirin. ~1 mm Teflon sekmelerle ayrılırlar. Herhangi bir partikül kirlenmesini gidermek için ~2 dakika boyunca yavaşça dönerken (~10-60 rpm) gofretler arasına deiyonize su püskürtün. Bu noktada gofretlerin arasına bir su filmi bırakılacak. Bu, bir sonraki adımdan önce toz kirlenmesini önler.</li>
		<li>Gofretleri berrak akrilik kapakla örtün ve gofretleri 3.000 rpm'de ~30 dakika kurulayın. Kurutma işlemine yardımcı olmak için 250 W kızılötesi ısı lambası kullanın. Hızlı eğirme, Şekil 3C'deolduğu gibi su filminin atılması ile herhangi bir parçacık kirleticiyi eğitecektir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kapağı gofretlerin üzerine çıkarmadan önce, kapağı döndürerek gofretleri ayıran sekmeleri çıkarın. Bu, gofretleri hala mikroklem odasındayken hafif yerel temasa getirecektir. Şimdi gofretler taşıyıcılarındaki mikroklem odasından güvenli bir şekilde çıkarılabilir. Gofretler arasındaki yaklaşık 1 μm'lik çok küçük boşluk, bu adım sırasında toz kirlenmesini en aza indirecektir. Ayrıca, asimetrik bağlanmayı başlatacağından, bu noktada gofretleri cımbızla almayın. Bunun yerine, gofretleri çıkarılabilir taşıyıcının kullanımıyla çardak presine taşıyın.</li>
</ol>3. Gofret Yapıştırma
<ol><li>Bir çardak presi ve oldukça sert ve pürüzsüz (Nerf) bir top kullanarak iki gofreti birbirine bastırın. Nerf topu, gofretlere ortadan dışa doğru basınç uygulamak için kullanılır. Bu şekilde uygulanan basınç, yapıştırma dalgası merkezden dışarı yayıldıkça sıkışan havanın dışarı itilmesini sağlar. Yapıştırmaların merkezde başlatılması, gofretler birbirine dolanırken oluşan gerilmeleri en aza indirir. Gofretler yaklaşık 1 μm serbest durum düzlüğüne sahipken, yapıştırmada elde edilen boşluklar birkaç nm içinde tekdüzedir. Bu nedenle, gofretlerin bunu başarmak için özgür hallerinden bozulmaları gerekir.<ol>
<li>Kızılötesi ışık kaynağı ve 1 μm yüksek geçiş filtresine sahip dedektör kullanarak parazit saçakları arayarak yapıştırma işlemine bakın. Örnek görüntüler Şekil 4 ve 5'te gösterilmiştir. Zayıf bağlanma varsa parazit saçakları (Newton halkaları) görünecektir. Yapıştırma iyiyse, 3.3 adımına geçilebilir. Bağlanma zayıfsa ve uygunsuzluklar varsa, aşağıdaki gibi devam edin.</li>
		<li>Hücreyi optik bir düzlüye yerleştirin, üst gofreti korumak ve yastıklamak için filtre kağıdı ile örtün ve gofretleri gofret maşası ile birlikte bastırın. Kemiksiz "kabarcıkları" ortaya (doldurma deliğinin olduğu yere) veya kenarlara itin. Gofretler merkeze hafifçe ofset olabileceğinden, kenarların yakınına kuvvet uygularken dikkatli olun. Bu nedenle kenarlara yakın basınç, alt gofreti aşarak aşırsa üst gofretin çatlayıp çatlayıp çatlatan bir şeye neden olabilir.</li>
		<li>Yapıştırma düzensizlikleri devam ederse veya bir toz parçacığı belirginse, aralarında bir jilet bırakarak gofretleri bölün. İşlemi baştan tekrarlayın (adım 2.1.1). Bu noktaya kadar, bağlanma tersine çevrilebilir. Gofretler, kabul edilebilir bir bağ kurmaya çalışırken RT'de birçok kez yeniden aranabilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Kabul edilebilir RT yapıştırma elde ettikten sonra, gofretleri tavlamak için devam edilir. Uygun tavlamanın5,6olduğundan emin olmak için 900 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara ulaşılması gerekir.<ol>
<li>Hücreyi kuvars vakumlu bir mandrene, dolum deliğinin mandrendeki pompa deliğinin üzerine ortalanarak ortalanabilecek şekilde düzenleyin. Ayna, tavlama işlemi öncesinde ve sırasında hücreyi tahliye etmek için kullanılan bir kuvars pompalama tüpüne bağlanır. Bu tüp fırının dışına uzanır. Hücrenin boşaltılması, hücreye bir atmosfer basıncının uygulanmasına neden olur. Bu bağlanmaya yardımcı olacaktır. Fırın sıcaklığı çok hızlı bir şekilde artırılırsa basınç birikmesini önlemek için pompalama da gereklidir. Hücredeki basıncı önemli ölçüde düşürmek için gereken süre hücre içindeki geometriye bağlı olacaktır.</li>
		<li>Hücrenin dışında oksit büyümesini önlemek için, fırın haznesini tipik olarak 4He olan, oksit yetiştirilmemesi için çalışmayan bir gazla arındırın.</li>
		<li>Suşların rahatlamak için zamana sahip olmasına izin vermek için, ~4 saat boyunca 250-1.200 ° C'den itibaren sıcaklıkları artırmak önemlidir. En az 4 saat 1.200 °C'de kaldıktan sonra fırını kapatın.</li>
		<li>Sistemin RT'ye soğumasını bekleyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Şekil 6'da gösterildiği gibi kızılötesi ışık kaynağını ve dedektörü kullanarak hücreyi bir kez daha analiz edin. Tavlama iyi giderse, hücre başlangıçta fırına konduğunda olduğu kadar iyi veya genellikle daha iyi görünecektir. Zayıf bağlanmayı gösteren kabul edilemez saçaklar varsa, tüm süreç baştan tekrarlanmalıdır; ancak, bu yeni gofretlerle yapılmalıdır. Tavlandıktan sonra, gofretler arasındaki bağ kalıcıdır ve bölünme mümkün değildir.</li>
</ol>

<ol><li>Gasparini, F. M., Kimball, M. O., Mooney, K. P., Diaz-Avila, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finite-size+scaling+of+He-4+at+the+superfluid+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Mod.+Phys%22%5BJournal%5D)">Finite-size scaling of He-4 at the superfluid transition.</a> Rev. Mod. Phys. 80, 1009-1059 (2008).</li>
<li>Mehta, S., Kimball, M. O., Gasparini, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superfluid+transition+of+He-4+for+two-dimensional+crossover%2C+heat+capacity%2C+and+finite-size+scaling%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Superfluid transition of He-4 for two-dimensional crossover, heat capacity, and finite-size scaling.</a> J. Low Temp. Phys. 114, 467-521 (1999).</li>
<li>Reppy, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superfluid-Helium+in+Porous-Media%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Superfluid-Helium in Porous-Media.</a> J. Low Temp. Phys. 87, 205-245 (1992).</li>
<li>Mehta, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silicon+wafers+at+sub-mu+m+separation+for+confined+He-4+experiments%5BTitle%5D)+AND+%22Czech.+J.+Phys%22%5BJournal%5D)">Silicon wafers at sub-mu m separation for confined He-4 experiments.</a> Czech. J. Phys. 46, 133-134 (1996).</li>
<li>Tong, Q. Y., Cha, G. H., Gafiteanu, R., Gosele, U. Low-Temperature Wafer Direct Bonding. J. Microelectromech. S. 3, 29-35 (1994).</li>
<li>Tong, Q. Y., Gosele, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+Wafer+Bonding+-+Recent+Developments%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Chem.+Phys%22%5BJournal%5D)">Semiconductor Wafer Bonding - Recent Developments.</a> Mater. Chem. Phys. 37, 101-127 (1994).</li>
<li>Gosele, U., Tong, Q. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semiconductor+wafer+bonding%5BTitle%5D)+AND+%22Annu.+Rev.+Mater.+Sci%22%5BJournal%5D)">Semiconductor wafer bonding.</a> Annu. Rev. Mater. Sci. 28, 215-241 (1998).</li>
<li>Rhee, I., Petrou, A., Bishop, D. J., Gasparini, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bonding+Si-Wafers+at+Uniform+Separation%5BTitle%5D)+AND+%22Physica+B%22%5BJournal%5D)">Bonding Si-Wafers at Uniform Separation.</a> Physica B. 165, 123-124 (1990).</li>
<li>Rhee, I., Gasparini, F. M., Petrou, A., Bishop, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Si+Wafers+Uniformly+Spaced+-+Bonding+and+Diagnostics%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Si Wafers Uniformly Spaced - Bonding and Diagnostics.</a> Rev. Sci. Instrum. 61, 1528-1536 (1990).</li>
<li>Perron, J. K., Kimball, M. O., Mooney, K. P., Gasparini, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+behavior+of+coupled+4He+regions+near+the+superfluid+transition%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Critical behavior of coupled 4He regions near the superfluid transition.</a> Phys. Rev. B. 87, (2013).</li>
<li>Perron, J., Gasparini, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specific+Heat+and+Superfluid+Density+of+4He+near+T+%CE%BB+of+a+33.6+nm+Film+Formed+Between+Si%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Specific Heat and Superfluid Density of 4He near T λ of a 33.6 nm Film Formed Between Si.</a> , 1-10 (2012).</li>
<li>Perron, J. K., Gasparini, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Critical+Point+Coupling+and+Proximity+Effects+in+He-4+at+the+Superfluid+Transition.+%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett.%22%5BJournal%5D)">Critical Point Coupling and Proximity Effects in He-4 at the Superfluid Transition. </a> Phys. Rev. Lett.. 109, (2012).</li>
<li>Gasparini, F. M., Kimball, M. O., Mehta, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adiabatic+fountain+resonance+for+He-4+and+He-3-He-4+mixtures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Adiabatic fountain resonance for He-4 and He-3-He-4 mixtures.</a> J. Low Temp. Phys. 125, 215-238 (2001).</li>
<li>Corruccini, R. J., Gniewek, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermal+expansion+of+technical+solids+at+low+temperatures%3B+a+compilation+from+the+literature%5BTitle%5D)+AND+%22U.S.+Dept.+of+Commerce%2C+National+Bureau+of+Standards%22%5BJournal%5D)">Thermal expansion of technical solids at low temperatures; a compilation from the literature.</a> U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards. , (1961).</li>
<li>Kahn, H., Deeb, C., Chasiotis, I., Heuer, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anodic+oxidation+during+MEMS+processing+of+silicon+and+polysilicon%3A+Native+oxides+can+be+thicker+than+you+think%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Microelectromech.+S%22%5BJournal%5D)">Anodic oxidation during MEMS processing of silicon and polysilicon: Native oxides can be thicker than you think.</a> J. Microelectromech. S. 14, 914-923 (2005).</li>
<li>Tong, Q. Y., Gosele, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thickness+Considerations+in+Direct+Silicon-Wafer+Bonding%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Thickness Considerations in Direct Silicon-Wafer Bonding.</a> J. Electrochem. Soc. 142, 3975-3979 (1995).</li>
<li>Corbino, O. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Azioni+Elettromagnetiche+Doyute+Agli+Ioni+dei+Metalli+Deviati+Dalla+Traiettoria+Normale+per+Effetto+di+un+Campo%5BTitle%5D)+AND+%22Nuovo+Cim%22%5BJournal%5D)">Azioni Elettromagnetiche Doyute Agli Ioni dei Metalli Deviati Dalla Traiettoria Normale per Effetto di un Campo.</a> Nuovo Cim. 1, 397-420 (1911).</li>
<li>Diaz-Avila, M., Kimball, M. O., Gasparini, F. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Behavior+of+He-4+near+T-lambda+in+films+of+infinite+and+finite+lateral+extent%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Behavior of He-4 near T-lambda in films of infinite and finite lateral extent.</a> J. Low Temp. Phys. 134, 613-618 (2004).</li>
<li>Dimov, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anodically+bonded+submicron+microfluidic+chambers%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Anodically bonded submicron microfluidic chambers.</a> Rev. Sci. Instrum. 81, (2010).</li>
<li>Duh, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+and+Nanofluidic+Cavities+for+Quantum+Fluids+Experiments%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Low+Temp.+Phys%22%5BJournal%5D)">Microfluidic and Nanofluidic Cavities for Quantum Fluids Experiments.</a> J. Low Temp. Phys. 168, 31-39 (2012).</li>
</ol>

Açıklayacak bir şeyimiz yok.

Doğrudan gofret yapıştırma ile birlikte uygun silikon litografinin geliştirilmesi, 5 cm çapındaki silikon gofretlerin tüm alanı boyunca son derece düzgün küçük boyutlara sahip vakum sıkı muhafazalar yapmamızı sağladı. Bu muhafazalar, normal bir sıvıdan bir süper sıvıya geçişlerinin mahallesinde sıvı 4He'nin davranışını incelememize izin sağladı. Bu çalışmalar, sınırlı boyutlu ölçeklendirme tahminlerini doğrulamış ve keşfedilmeye devam eden başarısızlıklara işaret etmektedir. Çalışma ayrıca, ilk kez, çok ince, ...

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.

<table><tbody><tr><td>SmartCut</td><td>Kuzey Amerika Aleti</td><td>FL 130</td><td>Hücre başına fazla bir şeye gerek yoktur. Daha küçük boyutlar mevcuttur.</td></tr><tr><td>Silikon Gofretler</td><td>Yarı İletken İşleme A.Ş</td><td></td><td>. birçok tedarikçi var. Sipariş verirken kalınlık ve kalınlık değişimine dikkat edin.</td></tr><tr><td>Deiyonize Su</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Peroksit</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Hidroklorik Asit</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Amonyum Hidroksit</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Azot Gazı</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Helyum Gazı</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Elmas Yapıştır</td><td>Beuler Metadi II</td><<td>em>örn. 406533032</td><td></td></tr><tr><td>Elmas Matkaplar</td><td>Starlite</td><td>örn. 115010</td><td></td></tr><tr><td>Pyrex Tabakları</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik Filtre</td></tr><tr><td>Kağıdı</td><td>Whatman</td><td>1001-110</td><td></td></tr><tr><td>Aseton</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Metanol</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Yıkama fırını</td><td></td><td></td> için kuvars tüpler <td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr><tr><td>Kauçuk vakum hortumu</td><td></td><td></td><td>Genel Kullanılabilirlik</td></tr></tbody></table>

silikon doğrudan gofret yapıştırma ile tek tip nano ölçekli boşlukların İmalatı

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Sınırlı 4'ünısı kapasitesinin ve süper sıvı fraksiyonunun ölçümleri Litografik desenli ve bağlı silikon gofretler kullanılarak lambda geçişinin yakınında gerçekleştirildi. Genellikle bu tür deneyler için kullanılan gözenekli malzemelerdeki sınırlamaların aksine3, bağlı gofretler hapsetme için önceden tasarlanmış tekdüze alanlar sağlar. Her hücrenin geometrisi iyi bilinmektedir, bu da verilerin yorumlanmasında büyük bir belirsizlik kaynağını ortadan kaldırır.
Son derece düz, 5 cm çapında, 375 μm kalınlığında, tüm gofretin üzerinde yaklaşık 1 μm varyasyona sahip Si gofretler ticari olarak elde edilebilir (örneğin Yarı İletken İşleme Şirketi'nden). Termal oksit, z yönünde hapsetme boyutunu tanımlamak için gofretlerde yetiştirilir. Daha sonra, yapıştırma üzerine istenen bir muhafaza oluşturmak için litografik teknikler kullanılarak oksite bir desen kazınmıştır. Sıvının tanıtılmasının ölçülebilmesi için gofretlerden birinde (üstte) bir delik açılır. Gofretler RCA çözeltilerinde2 temizlenir ve daha sonra deiyonize su ile durulandıkları bir mikroklem odasına konur4. Gofretler RT'de bağlanır ve daha sonra ~1,100 °C'de tavlanır. Bu güçlü ve kalıcı bir bağ oluşturur. Bu işlem, nanometreden mikrometre ölçeğine kadar sınırlı sıvıların termal ve hidrodinamik özelliklerini ölçmek için tek tip muhafazalar yapmak için kullanılabilir.

Düzgün bağlanmış gofretlerin kemiksiz bölgeleri olmayacaktır. Tavlamadan sonra gofretleri bölmeye çalışmak, bağın gücü nedeniyle hücrenin parçalara ayrılmasına neden olacaktır. Düzgün bağlanmış gofret kızılötesi görüntüleri Şekil 5 ve 6'da gösterilmiştir. Genellikle tavlama, özellikle yerel kemiksiz bölgeler gofretlerdeki düzlük eksikliğinden kaynaklanıyorsa, hücrenin homojenliğini artırır. Şekil 5'te ışık noktaları ve kenarlık birbirine bağlı alanlardır. Orta parlak no...

Düzgün bir muhafazayı gerçekleştirmek için iki silikon gofretleri kalıcı olarak yapıştırmak için bir yöntem açıklanmıştır. Buna gofret hazırlama, temizleme, RT yapıştırma ve tavlama işlemleri dahildir. Elde edilen bağlı gofretler (hücreler) kasanın homojenliğine sahiptir ~%11,2. Elde edilen geometri, sınırlı sıvıların ve gazların ölçülerine izin verir.

Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

Bu prosedürün genel amacı, akışkanların özelliklerini ölçmek için nano ölçekli kapalı alanlar oluşturmaktır. Bu işlem, öncelikle kimyasal olarak temizlenmiş, desenlenmiş gofretlerin, uygun bağlanmayı engelleyecek partikül kontaminantlarını gidermek için deiyonize su ile iyice durulanmasıyla gerçekleştirilir. Durulama işlemi sırasında gofretler yavaşça döndürülür.İkinci adımda, gofretlerin üzerine bir kapak yerleştirilir ve kalıntı tozları temizlemek için düzenek döndürülür. Bağlanma işlemi, hapsolmuş su olduğunda gerçekleşemediği için, suyu kurutmak amacıyla bu işlem bir kızılötesi lamba altında gerçekleştirilir. Gofretler arasındaki ara parçalar çıkarıldıktan sonra, gofretler taşıyıcıları ile birlikte döndürücüden alınır ve bağlanmanın merkezden simetrik olarak başlatıldığı bir arbor presine yerleştirilir.Ardından, bağlanmış wafer'lar bir kuvars vakum tablasına yerleştirilir ve bağlanmış wafer'lar arasında oluşan mikroyapıda hapsolmuş hava, bağlanmanın kalıcı hale getirilmesi için wafer'lar bir fırında tavlanmadan önce tahliye edilir. Sonuç olarak, iki silikon wafer arasında iyi tanımlanmış boşluklar elde edilir. Bu boşluklar daha sonra deneylerde sıvıları hapsetmek için kullanıla

fabrication-uniform-nanoscale-cavities-via-silicon-direct-wafer

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Biz dikey hizalanmış karbon nanotüp (CNT), ve organize nano ölçekli yüzey dokusu ile polimer mikro üretimi için ana kalıp olarak kullanımı mikro desenli imalatı için yöntemler sunuyoruz. CNT ormanları önemli ölçüde ambalaj yoğunluğu artar ve 3D şekillerin kendi kendini yöneten oluşumunu sağlayan yüzey, üzerine çözücü yoğunlaşması ile yoğunlaştırılmış edilir.

3D Karbon Nanotube mikroyapılar, Üretimi, Yoğunlaştırma ve Replica Kalıp

Elektriksel adresli, yüksek boy oranı (&gt; 1000:1) 'nin üretim şablon olarak kurban alüminyum ve gümüş tabakaları veya kendini monte mono tabakaları kullanarak tek nanometre boşluklar ile ayrılmış metal nanotellerin açıklanmıştır. Bu nanogap yapılar nanoskiving olarak bilinen kenar litografi biçimi ile bir temiz oda veya herhangi bir fotoğraf ya da elektron-ışın taşbaskı süreçleri olmadan üretilmektedir.

Nanoskiving tarafından Nanogaps imalatı

Yarık gözenek geometrisinde kılcal köprüler oluşturmak ve görüntülemek için bir prosedür sunulmuştur. Kılcal köprülerin oluşturulması, sıvıyı sabitlemek için yönlü fiziksel ve kimyasal bir heterojenlik sağlamak için sütunların oluşumuna dayanır.  Kılcal köprüler mikrostages kullanılarak oluşturulur ve manipüle edilir ve ccd kamera kullanılarak görselleştirilir.

Yarık Gözenek Geometrisinde Kılcal Köprülerin İmalatı ve Görselleştirilmesi

Silikon metal oksit yarı iletken kuantum noktalarına dayalı tek elektronlu pompalarla ilgili üretim süreci ve deneysel karakterizasyon teknikleri tartışılmaktadır.

Tek elektron pompalayabilme için Silikon Metal-oksit-yarıiletken Kuantum Noktaları

Polidimetilsiloksan (PDMS) içinde iki mikrokanal arasında nanoakışkan bir bağlantı oluşturmak için silika kolloidal nanopartiküllerin basit bir kendi kendine montaj tekniği öneriyoruz. Bu teknik kullanılarak, bir mikrokanalın içine ~ 45 nm'ye kadar gözenek boyutuna sahip nano gözenekli bir boncuk zarı inşa edildi ve DNA örneklerinin elektrokinetik ön konsantrasyonuna uygulandı.

Kolloidal Parçacıkların Öz-Montaj Süreci yoluyla PDMS mikroakışkan Chip Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions oluşturma

Bu el yazması endotele fizyolojik özelliklerini recapitulate mikrodamarlar mühendisi bir enjeksiyon kalıplama yöntemi sunar. Mikroakışkan tabanlı süreç böyle akışı, hücresel kompozisyon, geometri ve biyokimyasal geçişlerini olarak Uyarlanabilen koşullar, patent 3D damar ağları oluşturur. üretim süreci ve potansiyel uygulama örnekleri açıklanmıştır.

Micropatterning ve 3D mikrodamarlar Meclisi

Bu rapor, biyolojik araştırmalar için mikroakışkan kanalları hücreler ve substratlarla doldurmak için düşük basınçlı vakum kullanan basit, uygulaması kolay bir tekniği açıklamaktadır.

Desenlendirme Proteinlerin ve Hücreleri Çok Yönlü Yöntemi

Makroskopik numuneler kullanılarak elektriksel ve termal etkilerin elektrikle desteklenen deformasyon (EAD) üzerinde izole edilmesi çok zordur. Uygulanan akımın joule ısınması olmayan oluşum üzerindeki etkisini ve bu numuneler üzerindeki çıkıntının evrimini değerlendirmek için metalik örnek mikro ve nanoyapılar ile özel bir test prosedürü geliştirildi.

Için yeni bir yöntem<em&gt; Yerinde</emNanoscale Örneklerinin Elektromekanik Karakterizasyonu

Bu çalışma, fotolitografi ve kuru gravür kullanarak SiO2/Si gofretlerinde reentrant ve iki kat reentrant profilleri ile boşlukları ve sütunları elde etmek için mikroüretim protokolleri sunmaktadır. Ortaya çıkan mikrodokulu yüzeyler, silikanın içsel ıslaklığına rağmen, ıslak sıvılar altında havanın sağlam uzun süreli tuzaklanması ile karakterize olağanüstü sıvı repellence göstermektedir.

Reentrant ve İki Kat Reentrant Boşlukları veya Sütunlardan Oluşan Gaz-Entrapping Mikrodokuları Oyarak SiO2/Si Yüzeylerin Omnifobik Hale Getirilmesi

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.

Akustik Nanofluidics için Lityum Niyobat ile Yüzey Akustik Dalga Aktüasyon Birleştiren Nanoheight Kanallarıimalatı

Bu makale, tasarımdan fabrikasyona ve karakterizasyona kadar bir silisyum nitrür membran rezonatörünün yaşam döngüsünü izlemektedir.

High-Q Silisyum Nitrür Membran Rezonatörlerinin İmalatı ve Karakterizasyonu

Öğrenin silikon gofretleri doğrudan yapıştırarak nanometre ölçekli düzgün boşluklar oluşturmayı. Bu yöntem, sıvıların sınırlı ortamlardaki davranışlarını ölçmek için kullanılır ve malzeme bilimi araştırmalarında yüksek doğruluk sağlar.

Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı

Daha fazla video keşfet