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

Protokolümüz, akustik nanoakışkanlar için lityum niyobat yoluyla yüzey akustik dalga aktivasyonunu içeren nano yükseklikteki kanalların ayrıntılı bir üretim yöntemini sunmaktadır. Bu teknik oda sıcaklığında plazma yüzeyi tek kristal lityum niyobat, lityum niyobat veya silikon dioksit ve diğer oksitler yapıştırma için eşit derecede yararlı bir süreç çok katmanlı yapıştırma aktive gerçekleştirmek için kullanılabilir. Nano yükseklikte kanal oluşumunda bağlanma arızası önlemek için temizlik ve plazma yüzeyi aktif süreçler sırasında herhangi bir enkaz ve partiküller kaldırılmalıdır.

Bu yöntemin görsel gösterimi, diğer araştırmacılar için protokolün net bir şekilde sunulması ile sonuçlanan tüm üretim sürecini ayrıntılı olarak yakalayabilir. Bir nano-yükseklik kanal maskesi hazırlamak için, bir sputter biriktirme sistemi içine kalkış prosedürleri normal bir fotolitografi olarak tasarlanmış bir desen ile yazılmış bir gofret yerleştirin ve beş kez oda vakum aşağı çekmek 10 negatif altı militorr. Argon 2.5 militorr ve sputter krom 200 watt 18 dakika içinde 400 nanometre kalınlığında kurban maskesi üretmek için akmasına izin verin.

İfadenin sonunda, gofretin aseton kabına tamamen batırın ve gofretin orta yoğunlukta 10 dakika sonicate. Sonication sonunda, deiyonize su ile gofret durulayın ve kuru azot akışı ile gofret kuru. Sonra talaş başına bir nano-yarık desen ile tek tek yongaları bölmek için bir doğrama testere kullanın.

Nano yükseklikte kanal imal etmek için, reaktif iyon gravür odasına gofret yerleştirin. Lityum niyobat içinde 120 nanometre derinliğinde nano-yarık üretmek için belirtildiği gibi oda parametrelerini ayarlayın. Kanal giriş lerini ve çıkışlarını delmek için, petri kabının altına küçük bir çelik plaka ve tabağa kazınmış çip ilerlemek için çift taraflı bant kullanın.

Taliyi tamamen batırmak için kabı suyla doldurun ve matkap presine 0,5 milimetre çapında elmas matkap ucu takın. Daha sonra istenilen giriş ve çıkışları makinelemek için dakikada en az 10.000 dönüş hızında matkap. Krom ıslak gravür gravür için, nano yükseklikteki kanalın hangi tarafta bulunduğunu takip etmek ve krom etchant'daki talaşları sonicate etmek için delinmiş lityum niyobatın düz püre yüzeyini net bir şekilde işaretlemek için elmas uçlu gravür kalemkullanın.

Talaşların solvent temizliği için, bir yüzey akustik dalga cihazı ve bir kazıntı nano ölçekli depresyon çipinden oluşan talaş çiftleri yerleştirin ve çiftleri sonication banyosu ile yerleştirilen bir aseton kabına batırın. Aseton sonication iki dakika sonra, bir dakika için metanol cips sonicate. Metanol sonication sonunda, deiyonize su da cips durulayın.

Daha sonra, iyi havalandırılan bir başlık bir-üç oranında sülfürik asit hidrojen peroksit ekleyin ve bir Teflon tutucu içine tüm cips yerleştirin. Dikkatle iki sıralı deiyonize su banyolarında cips ve tutucu durulama önce 10 dakika piranha asit kabı içine tutucu yerleştirin. İkinci durulamadan sonra, talaşları kuru nitrojen akışı ile kurulayın ve kirlenmeyi önlemek için numuneleri hemen oksijen plazma aktivasyon ekipmanına yerleştirin.

120 watt güç kullanarak 120 standart santimetreküplük oksijen akışına 150 saniye boyunca fiş akışı maruz, plazma ile çip yüzeyleri etkinleştirin. Aktivasyon sonunda, hemen en az iki dakika taze deiyonize su banyosu örnekleri batırın. Talaşları kuru nitrojen akışı ile kuruttuktan sonra, nano yarık yongasını uygun yönde hizalanmış talaşlarla istenilen pozisyonda yüzey akustik dalga cihazı yongasına dikkatlice yerleştirin.

Daha sonra ilk depresyondan sonra bağ kuramayan alanlara hafif basınç uygulayarak, bağı başlatmak için merkezinden numuneye bastırmak için cımbız veya benzeri kullanın. Daha sonra, ısıgenliğe rağmen güvenli bir şekilde yük uygulamak için bağlanmış numuneleri yaylı bir kelepçeye yerleştirin ve kenetlenmiş numuneleri oda sıcaklığında fırına yerleştirin. Daha sonra fırın sıcaklığını, otomatik kapanmadan önce iki saatlik bir çalışma süresiyle dakikada maksimum iki santigrat derece rampa hızıyla 300 dereceye ayarlayın.

Tamamlanmış nano yarıktaki sıvı hareketini gözlemlemek için, nano yarık yongasını ters bir mikroskoba yerleştirin ve fişi optik yoldaki doğrusal polarize filtreden geçirerek lityum niyobatta iki katına çıkan birefringence tabanlı görüntüyü uygun şekilde engelleyin. Sonra girişe ultra saf deiyonize su ekleyin ve sıvı ilerlemesini görüntü. Yüzey akustik dalga aktüasyonu için, yansıyan akustik dalgaları önlemek için yüzey akustik dalga cihazının uçlarına emiciler takın ve bir sinyal jeneratörünün rezonans frekansını yaklaşık 40 megahertz'e ayarlayın.

Sinyali yükseltmek için bir amplifikatör kullanın ve cihaza uygulanan gerçek voltajı, akımı ve gücü ölçmek için bir osiloskop kullanın. Daha sonra interdigital transdüser bir sinüzoidal elektrik alanı uygulayın ve nano-yarık içinde aktüasyon sırasında sıvı hareketi kaydedin. Bu görüntülerde, ultrasaf deiyonize suyun 100 nanometre boyunda 400 mikrometre genişliğinde ve 100 nanometre boyunda 40 mikrometre genişliğinde bir kanala kapital dolgusu gösterilmiştir.

Kılcal kuvvetler, girişten geçen ultra saf su damlası ile tüm nano yarıkların sıvı dolgusunu çeker ve dolgu daha büyük kılcal kuvveti sayesinde dar kanal içinde daha hızlı bir şekilde meydana geldi. Bu deneyde, 100 nanometre yükseklikteki yarıktaki su, yüzeyakustik dalga cihazının ortasında maksimum akustik enerjiyi gösteren, ortasındaki maksimum uzunlukta bir su-hava arabirimi göstermek için boşaltıldı. Akustik basıncı görünür bir drenaj fenomenini yönlendirmek için kılcal basınçtan daha büyük olmaya zorlamak için yaklaşık bir watt'lık bir eşik uygulama gücü gereklidir.

Mikro ölçekli partikül kontaminasyonunu önlemek için çoğu üretim işlemi temiz bir odada yapılmalıdır ve nano yarık tıkanmasını önlemek için dolgu için kullanılan sıvı ultra saf olmalıdır. Yaklaşımımız nano ölçekte çeşitli fiziksel sorunların ve biyolojik uygulamaların araştırılması için bir nano-akustik akışkan sistemi sunmaktadır.