Optik Doyurulabilen Geçişler aracılığıyla Desenlendirme - İmalat ve Karakterizasyonu

Aşağıdaki deneyin genel amacı, yeni bir tek foton optik litografik teknik kullanarak alt dalga boyu nanoyapıları üretmektir. Bu, önce bir silikon substrat üzerine bir fotokromik molekül tabakası uygulanarak elde edilir. İkinci adım olarak, numune, açık halka izomerlerini kapalı halka izomerlerine dönüştüren kısa dalga boylu ultraviyole ışıkla ışınlanır.

Daha sonra, düğümlerin yakın çevresi dışında, molekülleri tekrar açık halka formuna dönüştürmek için numune duran bir dalga ile aydınlatılır. Bu geçişi optik olarak doyurarak, kapalı halka izomerindeki moleküller, uzak alan kırınım sınırından çok daha küçük bir bölgede kalır. Son olarak, numune, kapalı halka izomerinin açık halka izomerinden daha hızlı bir oranda çözündüğü ve nano ölçekli topografya sonuçlarının elde edildiği polar bir çözücüye yerleştirilir, bu da optik doygun geçişler yoluyla modellemenin, alt dalga boyu özellikleri elde etmek için alternatif bir optik nano modelleme tekniği olduğunu gösterir.

Bu tekniğin taramalı elektron demeti litografisi gibi mevcut yöntemlere göre temel avantajları, optik ible geçişleri yoluyla modellemenin çok daha hızlı olabilmesi, daha kesin modelleme sağlaması ve uygulanmasının daha basit ve daha ucuz olmasıdır. Prosedürü göstermek, laboratuvarımdan bir yüksek lisans öğrencisi olan değerli Cantu olacak. Bu protokol, tüm adımların sınıf 100 veya daha iyi bir temiz odada gerçekleştirilmesini gerektirir.

Numuneyi çözünme kilitlemeye hazırlamak için, tamponlanmış oksit aşındırma çözeltisi ile temizlenmiş ve elde gofret ile kuru nitrojen ile kurutulmuş iki inçlik bir silikon gofret ile başlayın, termal buharlaştırma adımına geçin. Bu laboratuvar, özel bir düşük sıcaklık evaporatörü kullanır, gofreti evaporatör numune tutucusuna yükleyin, ardından tutucuyu evaporatöre monte edin. Bu protokol için bir alüminyum oksit tekne 30 miligram BTE ile doldurulmuştur.

Bu tekneyi kaynağa yükleyin. Evaporatörün kuyusu, hazne portlarını sızdırmaz hale getirerek ve hazneyi 10 ila negatif altı taban basıncına kadar pompalayarak devam edin. Tor daha sonra BTE'yi yaklaşık 30 nanometrelik bir film kalınlığı ile 100 santigrat derece ayar noktası sıcaklığında buharlaştırır.

Buharlaştırma işlemi tamamlandıktan ve sistem açıldıktan hemen sonra numuneyi çıkarın. Ardından, nitrojen ortamı ve UV lambası olan bir torpido gözüne yüklenmek üzere alın. Burada numune torpido gözüne yüklenmiştir.

Torpido gözünde. Numune, taşkın aydınlatma taşması için UV ışığının altına yerleştirilmelidir. BTE'yi kapalı forma dönüştürmek için numuneyi UV ile beş dakika aydınlatın.

UV aydınlatmasından sonra, karakterize etmek için numunenin bir kısmını alın. Bunu, silikon yüzeyin kenarından bir çizgi çizerek küçük bir bölgeyi tanımlamak için bir elmas çizici kullanarak yapın. Ardından çizginin her iki tarafındaki gofreti alın ve kristal düzlem boyunca kırılana kadar aşağı doğru bükün.

Daha küçük kısım, torpido gözünden çıkarıldıktan sonra karakterizasyon için kullanılacaktır. BTE film kalınlığını doğrulamak için küçük numune parçasını bir profilometreye götürün. Ölçümü yapmak için, numune üzerindeki gofret yüzeyine bir çizik yapmak için ince kenarlı cımbız kullanın.

Daha sonra bu çizikten basamak yüksekliğini ölçün. BTE film kalınlığını ölçtükten sonra, maruz kalmaya hazırlamak için torpido gözündeki numuneye geri dönün. Torpido gözünün inert atmosferinde çalışmak.

Gofret'i parçalamak ve pozlamak için bir parça koparmak için bir elmas çizici kullanın. Bu durumda, parça yaklaşık bir santimetre karedir. Daha büyük parçayı bir kenara koyun ve inert bir atmosfer numune tutucusu alın.

Pozlama örneğini numune tutucuya yükleyin. Numune tutucuyu torpido gözünden çıkarmaya hazırlanın. Hazır olduğunda, interferometreye götürmek için numune tutucuyu torpido gözünden çıkarın.

İnterferometre yuvasında, numune tablasındaki inert atmosfer numune tutucusu. Yerine oturduktan sonra, numune tutucuya bir nitrojen hattı takın. Numuneyi nitrojenle temizlemek için numune tutucudaki portu açın.

Ardından bağlantı noktasını kapatın. Nitrojen hattını yerinde tutmak. İstenen pozlama için numuneyi açığa çıkarmak için interferometreyi kullanın.

Süre İnterferometre ile maruz kaldıktan sonra, inert atmosferi, numune tutucuyu ve numunesini çıkarın. Onları torpido gözüne geri taşıyın ve içine yerleştirin. Numune torpido gözündeyken, 100 mililitre etilen glikol içeren temiz bir cam beher alın.

Açıkta kalan numuneyi tutucudan çıkarın ve istenen geliştirme süresi boyunca behere yerleştirin. Geliştirme süresi dolduğunda, numuneyi beag'den çıkarın. Azot atmosferinde hızla kurur.

Daha sonra mümkün olan en kısa sürede, numuneyi UV ışığıyla aydınlatma için monte edin ve beş dakika boyunca maruz bırakın. Bu, BTE moleküllerinin iki formu için geliştirme süresine karşı moleküler katmanların kalınlığının bir grafiğidir. Açık form için veriler mavi bir çizgi ile bağlanır.

Kapalı form için veriler kırmızı bir çizgi ile bağlanır. Grafik, kapalı form molekülünün polar çözücülerde daha yüksek çözünürlüğünü göstermektedir. Bu verileri toplamak için bir örneklemin yarısı kapalı forma, diğer yarısı ise açık forma dönüştürülmüştür.

Numune, birkaç farklı geliştirme süresi için etilen glikol içinde geliştirildi ve daha sonra kalan katmanın kalınlığı bir profilometre ile ölçüldü. İşte inert atmosferde gerçekleştirilen tek geliştirme maruziyetlerinden elde edilen model örneklerinin taramalı elektron mikroskobu görüntüleri Numune tutucu. Özellik boyutları 196 nanometre, 160 nanometre ve 85 nanometredir.

Yaklaşık lambda'lık bir çizgi genişliğine karşılık gelen sonuncusu. Üst 7.4. Birkaç pozlamadan elde edilen veriler, pozlama süresine karşı çizgi genişliğinin bir grafiğinde çarpı işaretleriyle gösterilir.

Karşılaştırma için, mavi eğri, 457 nanometrelik bir periyotla gelen sinüzoidal aydınlatmayı varsayarak ve maruz kalma eşiğini tek uydurma parametresi olarak kullanarak basit bir modelin tahminini temsil eder. Bu videoyu izledikten sonra, optik ible geçişler aracılığıyla süper çözünürlüklü modellemenin nasıl uygulanacağını iyi anlamış olmalısınız.