Name: flow-assisted dielectrophoresis: a low cost method for the fabrication of high performance solution-processable nanowire devices
Uploaded: 2017-12-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices at JoVE.com

המחברים רוצה להודות ESPRC מערכות BAE עבור תמיכה כספית, ו פרופסור. בריאן א Korgel וחבורתו לאספקת SFLS גדל nanowires סיליקון להשתמש בעבודה זו.

שים לב: כל ההליכים אלא אם אחרת מתקיים כאמור הערכות סיכונים וסביבה חדר נקי נעשו כדי להבטיח בטיחות במהלך nanowires וכימיקלים טיפול. ננו עשוי יש מספר שההכנות אשר החל כבר ידוע, אז צריך להיות מטופל עם המתאים אכפת21.
הערה: התהליך מתחיל עם הכנת מצעים, ואחריו פוטוליתוגרפיה ומתכת התצהיר הצעדים הראשונים כדי להגדיר את אנשי הקשר של מניעת ביצוע נתונים. Nanowires הם ואז באמצעות מניעת ביצוע נתונים ו צעד נוסף אופציונלי photolithographic, מתכת התצהיר יכול להתבצע להפקיד את הקשר העליון על גבי nanowires. ננו-חוט טרנזיסטור התקני מתח זרם המאפיינים ואז נמדדים באמצעות ערכת אפיון מוליכים למחצה.
1. הכנת מצעים
<ol><li>חותכים רקיק דו תחמוצת סיליקון מסוג n מסומם/סיליקון בגדלים מתאימים, למשל, 2.5 ס מ2.</li>
	<li>במהלך חיתוך, ודא המשטח העליון של כשהפחד אינו נגע או שרוט.</li>
	<li>הפעל גם יהלום על פני השטח. בתנועה רציפה אחת לעשות חתך.</li>
	<li>לפצל את פרוסות לאורך החתך.</li>
	<li>מניחים את הדוגמאות על בעל המצע, sonicate במשך 5 דקות באמבט אולטרא סונית ב 100% כוח (450 W), קודם מים יונים, אצטון, ואז סוף סוף אלכוהול איזופרופיל (IPA). הערה: ראה טבלה של חומרים עבור רשויות אישורים מספרים וספקים.</li>
	<li>יבש את מצעים עם אקדח חנקן כדי להסיר כל IPA הנותרים או אבק מפני השטח.</li>
	<li>פלסמה אפר הדגימות בפלסמה חמצן 100 W עבור 5 דקות כדי להסיר את כל שאריות אורגניות הנותרים.</li>
</ol>2. פוטוליתוגרפיה תהליך Bilayer עבור אנשי קשר
הערה: תהליך פוטוליתוגרפיה bilayer משמש ליצירת אלקטרודות. תהליך פוטוליתוגרפיה מתנהל בחדר צהוב כדי למנוע ריקבון של חומרים photoresist.
<ol><li>מחממים את המדגם ב 150 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות באמצעות פלטה, כדי להסיר את כל יתרת כמות המים מפני השטח. הערה: זאת על מנת להבטיח הדבקה של photoresist; עם זאת תחל כימיים כגון HMDS יכול גם לשמש.</li>
	<li>הסר את הדגימה הכיריים ומניחים אותו על ספין-coater.</li>
	<li>באמצעות פיפטה, ירידה בערך 1 מ"ל של photoresist A על פני השטח עד המדגם כולו מכוסה בצורה אחידה. הערה: ראה טבלה של חומרים photoresist המדויק פעם.</li>
	<li>ספין המדגם ב- 4,000 סל ד עבור 45 s, כדי לייצר עובי הסרט של 250 ננומטר. אם אלקטרודות אשר הם עבים יותר 150 nm הם להפקיד, לשנות את המתכון הזה.</li>
	<li>הסר את הדגימה של הספין-coater ומניחים אותו על גזייה ב 150 מעלות צלזיוס במשך 5 דקות.</li>
	<li>להסיר את הדגימה פלטת הבישול ולהשאיר את הדגימה כדי לנוח 5 דקות בקופסת 50% לחות. הדבר נועד להבטיח התייבשות של photoresist22. הערה: אם הלחות של המעבדה גדול מ- 50%, המדגם עלול להישאר לנוח באוויר.</li>
	<li>מקם את הדגימה חזרה אל הספין-coater, פיפטה כ- 1 מ ל photoresist B על פני המצע.</li>
	<li>ספין המדגם-3500 סל ד עבור 45 s, נותן עובי הסרט של 500 ננומטר.</li>
	<li>מקם את הדגימה על גזייה ב 120 מעלות צלזיוס למשך 2 דקות.</li>
	<li>הסר את הדגימה פלטה ולהשאיר לנוח בתיבת לחות 50% במשך 5 דקות.</li>
	<li>לחשוף את הדגימה באמצעות המסכה-aligner photomask לאור אולטרא סגול על 6.7 s עבור סכום כולל של 180 mJ של חשיפה. הערה: המינון המדויק לחשיפה שאולי צריכים להיות מותאמים בהתאם דגם מסוים של המסכה aligner.</li>
	<li>המדגם להסיר המסכה-aligner ולפתח במועט זה ב photoresist מפתח עבור 30 s. הערה: ראה טבלה של חומרים עבור היזם המדויק.</li>
	<li>הסר את הדגימה של היזם, לטבול את הדגימה למים יונים, לשטוף אותו כדי לעצור את תהליך הפיתוח.</li>
	<li>בדוק את פוטוליתוגרפיה נעזרת במיקרוסקופ אופטי. מקטב יכול לשמש כדי לבדוק את שיפול bilayer אשר אמור להופיע כמו הקווים העמומים סביב הערוץ. הזמן עשוי להיות מותאם אם יותר מדי או שניים קצת לערער מושגת.</li>
</ol>3. בתצהיר של אנשי קשר מתכת
הערה: אלקטרון קרן (E-קרן) התצהיר משמש להפקיד אלקטרודות על photoresist מוכן. תהליך זה ניתן גם להשתמש מפזרי חום או סוגים אחרים של טכניקות התצהיר מתכת סרט דק.
<ol><li>מקם את הדגימות בבית הבליעה E-קרן; לסל למטה עד ואקום גבוה. במקרה זה, ניתן להגיע ואקום של mTorr-6 בסביבות 1 x 10.</li>
	<li>הפקדת ננומטר 2-6 של טיטניום אשר משמש כשכבת אדהזיה ואחריו 30 nm של זהב עבור אנשי הקשר DEP.</li>
	<li>הסר את הדגימות מן החדר E-קרן.</li>
	<li>בצע את ההליך ההמראה על-ידי הסרת רוב photoresist העודפים. פעולה זו מתבצעת על-ידי הצבת הדגימות לתוך גביע photoresist אקולוגי למשך 15 דקות.</li>
	<li>הסר את הדגימות הספל של מסיר photoresist A ולמקם לתוך הספל נקי אחר של photoresist מסיר במשך 15 דקות נוספות. הדבר נועד למנוע כל חלקיקי מתכת גדול להתיישב על הדגימה.</li>
	<li>המראה המלא מאת sonicating את. הספל למשך 5 דקות ב- 50% חשמל.</li>
	<li>הסר את הדגימות האמבט אחד-אחד, הבטחת כדי לשטוף כל חומר עם IPA למניעת חלקיקי מתכת רצויה ליישב בין האלקטרודות. הערה: האלקטרודות מוכנות עכשיו כדי שיישור DEP nanowires.</li>
</ol>4. מניעת ביצוע נתונים של Nanowires
<ol><li>להכין פתרון של סיליקון או אחרים nanowires ב anisole של 1 ריכוז µg/mL. בניסוי זה, הפתרון הוא sonicated בקצרה 15 s-הכוח הנמוך הגדרת ניתן להסיר כל flocculation. ממיסים אחרים יכול לשמש כמו טולואן ו N, N-dimethylformamide (DMF)1.</li>
	<li>בדוק את הפתרון על ידי ירידה הליהוק של µL 10 של ניסוח ננו-חוט על גבי מצע ההקרבה.</li>
	<li>בדוק את המצע עם הפקיד nanowires באמצעות מיקרוסקופ אופטי מקוטב (POM). Nanowires סיליקון birefringent, ומכאן ניתן לראות בקלות בפום. אם יש גושים nanowire לא גלוי, רוב nanowires טוב הם התפזרו על המצע, אז השלב הבא יכול להתחיל אחרת הפתרון הוא sonicated מחדש, הריכוז nanowire אולי צריכים להיות מותאמים. ייתכן שיחלפו מספר ניסיונות להשיג את פיזור nanowire הנכון.</li>
	<li>מקום פלטפורמת מדגם מוכן עם אלקטרודות על 30 מעלות (לעומת האופק) נוטה עם הערוץ התקן המיושרים אופקית. כיוון הזרימה של פיזור צריך להיות בניצב הקצוות אלקטרודות כדי לאפשר יישור nanowire יעיל יותר.</li>
	<li>צור קשר עם האלקטרודות באמצעות מיקרו-הגששים מחובר הגנרטור תדר1.</li>
	<li>להגדיר שהתדירות ואת המתח דולקים הגנרטור תדר. בניסוי זה, השתמש DEP אות מתח של 10 V שיא אל שיא sinewave של 1 מגה-הרץ. הערה: להגדיל את התדירות עד 20 מגה-הרץ יכול לעזור לאסוף nanowires עם מוליכות גבוהה ההשמנה נמוך צפיפות1,2. ראה התייחסות1 עבור דיון מפורט. טווח תדר של אות ה-DEP שצוין כאן הושג על-ידי ניצוח SFLS Si nanowires ספקטרוסקופיה ו אוסף זמן ניתוח אימפדנס, כפי שמתואר אסמכתא1. סוגים אחרים של nanowires עם הניידות הספק תשלום גבוה או נמוך, מסטול nanowires, או nanowires מתקבל על ידי שיטות גידול אחרות יכול להיות שונה DEP אות תדר בטווח והתוצאה היא האוסף של nanowires באיכות גבוהה.</li>
	<li>הבורר-שעל הגנרטור תדירות ושחרר כ 10 µL של ננו-חוט פתרון באמצעות micropipette אל אזור ההתקן. הערה: הצבת המדגם בזווית (30 מעלות) מסייעת ליצור זרם איטי בסיוע הכובד של הנוזל. לחלופין, נימיות סלייד זכוכית ניתן להשתמש6.</li>
	<li>להחיל את ה-DEP אות עבור 30 s וואז בורר את הגנרטור תדר.</li>
	<li>הסר את הדגימה ולשטוף בעדינות עם IPA.</li>
	<li>המדגם בעדינות באמצעות אקדח חנקן יבש-off. מיקרוסקופ אופטי מקוטב עשוי לשמש כדי לבחון את הדגימה ולכוונן פרמטרים הערה: המתח אות ' מניעת ביצוע נתונים ', ו את דחיסות נפיצה nanowire יכול להיות מותאם כדי להשיג צפיפות הרצוי לשחזור של nanowires, מן nanowires כמה עד כמה מאות לכל התקן1,2.</li>
</ol>5. התצהיר של שכבת מתכת משני
<ol><li>כדי להשיג משופרת נוכחי הזרקת ב NW FETs, החל איש קשר מתכתי נוסף על גבי ננו-חוט. הערה: תהליך זה בתצהיר קשר בעקבות הפעולות בדיוק כמו סעיפים 2 ו- 3, פוטוליתוגרפיה והן התצהיר מתכת, חוץ מזה רק שכבת זהב משולמת לזכאים.</li>
</ol>6. אני-V אפיון התקני ננו-חוט
הערה: הדגימות הושלמו, וניתן להשתמש בניסויים הבאים או המאפיינים שלהם-V ניתן למדוד להקים nanowire FET תכונות חשמליות. ההתקנים מפוברק הם ממותגת בחזרה FETs, שבו פרוסות סיליקון מסומם משמש השער נפוצות, שכבה2 SiO משמש חומר דיאלקטרי השער.
<ol><li>ליצור קשר חשמלי עם השער, להסיר את אזור קטן של תחמוצת סיליקון בקצה של המדגם באמצעות גם יהלום.</li>
	<li>להשתמש באקדח חנקן כדי להסיר את כל החלקיקים רצויה צורן דו-חמצני.</li>
	<li>במקום שלושה microprobes (מקור ניקוז, שער) על מקור זהב-ניקוז אלקטרודה עם אנשי הקשר עם החללית שער על האזור עם SiO שהוסר2.</li>
	<li>השתמש מערכת איפיון מוליכים למחצה כדי לקחת מידות-V.</li>
	<li>למדוד סריקות העברה והפלט של NW FETs כמו אלה לתת מידע על הביצועים של המכשיר, מאפייני17,1,23nanowires חשמלית. שימו לב כי העברת מדידות לערב מתח המקור-ניקוז דריכה ומתח שער באופן גורף. המאפיינים פלט נמדדים על ידי גורף מתח המקור-ניקוז לדרוך השער מתח.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Constantinou, M., Rigas, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+Tunable+Selection+and+Self-Assembly+of+Si+Nanowires+from+Heterogeneous+Feedstock.">Simultaneous Tunable Selection and Self-Assembly of Si Nanowires from Heterogeneous Feedstock.</a> ACS Nano. , (2016).</li><li>Constantinou, M., Hoettges, K. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+determination+of+nanowires+electrical+properties+using+a+dielectrophoresis-well+based+system.">Rapid determination of nanowires electrical properties using a dielectrophoresis-well based system.</a> App. Phy. Lett. 110 (13), 1-6 (2017).</li><li>Huang, H., Lee, Y. C., Tan, O. K., Zhou, W., Peng, N., Zhang, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+sensitivity+SnO2+single-nanorod+sensors+for+the+detection+of+H2+gas+at+low+temperature.">High sensitivity SnO2 single-nanorod sensors for the detection of H2 gas at low temperature.</a> Nanotech. 20 (11), 115501 (2009).</li><li>Rutherglen, C., Jain, D., Burke, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotube+electronics+for+radiofrequency+applications.">Nanotube electronics for radiofrequency applications.</a> Nat. nanotech. 4 (12), 811-819 (2009).</li><li>Kang, M. G., Hwang, D. H., Kim, B. S., Whang, D., Hwang, S. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RF+characterization+of+germanium+nanowire+field+effect+transistors.">RF characterization of germanium nanowire field effect transistors.</a> AIP Conf. Proc. 1399 (2011), 319-320 (2011).</li><li>Collet, M., Salomon, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+assembly+of+single+nanowires+through+capillary-assisted+dielectrophoresis.">Large-scale assembly of single nanowires through capillary-assisted dielectrophoresis.</a> Adv. Mat. 27 (7), 1268-1273 (2015).</li><li>Pethig, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectrophoresis:+Status+of+the+theory,+technology,+and+applications.">Dielectrophoresis: Status of the theory, technology, and applications.</a> Biomicrofluidics. 4 (2), (2010).</li><li>Jones, T. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electromechanics of particles. (2), (1995).</li><li>El-Ali, J., Sorger, P. K., Jensen, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cells+on+chips.">Cells on chips.</a> Nat. 442 (7101), 403-411 (2006).</li><li>Doh, I., Cho, Y. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+continuous+cell+separation+chip+using+hydrodynamic+dielectrophoresis+(DEP)+process.">A continuous cell separation chip using hydrodynamic dielectrophoresis (DEP) process.</a> Sensrs. and Actrs, A: Phys. 121 (1), 59-65 (2005).</li><li>Freer, E. M., Grachev, O., Duan, X., Martin, S., Stumbo, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-yield+self-limiting+single-nanowire+assembly+with+dielectrophoresis.">High-yield self-limiting single-nanowire assembly with dielectrophoresis.</a> Nat. nanotech. 5 (7), 525-530 (2010).</li><li>Monica, A. H., Papadakis, S. J., Osiander, R., Paranjape, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wafer-level+assembly+of+carbon+nanotube+networks+using+dielectrophoresis.">Wafer-level assembly of carbon nanotube networks using dielectrophoresis.</a> Nanotech. 19, 85303 (2008).</li><li>Raychaudhuri, S., Dayeh, S. A., Wang, D., Yu, E. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precise+semiconductor+nanowire+placement+through+dielectrophoresis.">Precise semiconductor nanowire placement through dielectrophoresis.</a> Nano Lett. 9 (6), 2260-2266 (2009).</li><li>Schmidt, V., Riel, H., Senz, S., Karg, S., Riess, W., G&#246;sele, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Realization+of+a+silicon+nanowire+vertical+surround-gate+field-effect+transistor.">Realization of a silicon nanowire vertical surround-gate field-effect transistor.</a> Small. 2 (1), 85-88 (2006).</li><li>Hanrath, T., Korgel, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Supercritical+fluid-liquid-solid+(SFLS)+synthesis+of+Si+and+Ge+nanowires+seeded+by+colloidal+metal+nanocrystals.">Supercritical fluid-liquid-solid (SFLS) synthesis of Si and Ge nanowires seeded by colloidal metal nanocrystals.</a> Adv. Mat. 15 (5), 437-440 (2003).</li><li>Heitsch, A. T., Akhavan, V. A., Korgel, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+SFLS+synthesis+of+Si+nanowires+using+trisilane+with+in+situ+alkyl-amine+passivation.">Rapid SFLS synthesis of Si nanowires using trisilane with in situ alkyl-amine passivation.</a> Chem. of Mat. 23 (11), 2697-2699 (2011).</li><li>Constantinou, M., Stolojan, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interface+Passivation+and+Trap+Reduction+via+a+Solution-Based+Method+for+Near-Zero+Hysteresis+Nanowire+Field-Effect+Transistors.">Interface Passivation and Trap Reduction via a Solution-Based Method for Near-Zero Hysteresis Nanowire Field-Effect Transistors.</a> ACS App. Mat. and Intf. 7 (40), 22115-22120 (2015).</li><li>Kim, T. H., Lee, S. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectrophoretic+alignment+of+gallium+nitride+nanowires+(GaN+NWs)+for+use+in+device+applications.">Dielectrophoretic alignment of gallium nitride nanowires (GaN NWs) for use in device applications.</a> Nanotech. 17 (14), 3394-3399 (2006).</li><li>Boote, J., Evans, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dielectrophoretic+manipulation+and+electrical+characterization+of+gold+nanowires.">Dielectrophoretic manipulation and electrical characterization of gold nanowires.</a> Nanotech. 16 (9), 1500-1505 (2005).</li><li>Gierhart, B. C., Howitt, D. G., Chen, S. J., Smith, R. L., Collins, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Frequency+Dependence+of+Gold+Nanoparticle+Superassembly+by+Dielectrophoresis.">Frequency Dependence of Gold Nanoparticle Superassembly by Dielectrophoresis.</a> Langmuir. 23 (19), 12450-12456 (2007).</li><li>Klaine, S. J., Alvarez, P. J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanomaterials+in+the+environment:+behavior,+fate,+bioavailability,+and+effects.">Nanomaterials in the environment: behavior, fate, bioavailability, and effects.</a> Environ. tox. and chem. / SETAC. 27 (9), 1825-1851 (2008).</li><li>van Tilburg, J. W. W., Algra, R. E., Immink, W. G. G., Verheijen, M., Bakkers, E. P. A. M., Kouwenhoven, L. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+passivated+InAs/InP+core/shell+nanowires.">Surface passivated InAs/InP core/shell nanowires.</a> Semicond. Sci. and Tech. 25 (2), 24011 (2010).</li><li>Krupke, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+of+Metallic+from+Semiconducting+Single-Walled+Carbon+Nanotubes.">Separation of Metallic from Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes.</a> Sci. 301 (5631), 344-347 (2003).</li></ol>

המחברים לאשר כי ישנם שאין ניגודי אינטרסים.

ייצור מוצלח והביצועים של המכשירים תלויים במספר גורמים מרכזיים. אלה כוללות nanowire צפיפות, התפלגות ניסוח, הבחירה של הממס, התדירות של DEP את הפקד של מספר nanowires הנוכחי אלקטרודות מכשיר1.
אחד השלבים הקריטיים להשגת הדיר עובדת מכשירי הוא הכנת ניסוח nanowire ללא אשכולות או גושי?...

הרכבה לשליטה, לשחזור של חלקיקים במקומות מוגדרים מראש המצע הוא אחד האתגרים העיקריים בפתרון-עיבוד אלקטרוני פוטוני מכשירים ניצול חלקיקים מוליכים למחצה או ניצוח. עבור התקני ביצועים גבוהים, זה גם מאוד מועיל שניתן יהיה לבחור חלקיקים עם גדלי מועדף, ואת תכונות אלקטרוניות מסוים, כולל, לדוגמה, מוליכות גבוהה בצפיפות נמוכה של מלכודת משטח הברית. למרות התקדמות משמעותית בצמיחה ננו-חומרים, כולל חומרים ננו-חוט nanotube, וריאציות של ננו-חלקיק מאפיינים הם תמיד נוכחים, צעד הבחירה באופן משמעותי לשפר ביצועי התקן מבוסס על ננו-חלקיק1 ,2.
מטרת השיטה DEP בסיוע זרימה להדגים בעבודה זו היא כתובת האתגרים לעיל על-ידי הצגת לשליטה מוליכים למחצה ההרכבה nanowires אל אנשי קשר מתכתי עבור ביצועים גבוהים nanowire שדה אפקט טרנזיסטורים. DEP פותר מספר בעיות של ננו-חוט ייצור המכשיר בצעד אחד לרבות מיקום nanowires, יישור/אוריינטציית nanowires, ומבחר nanowires עם המאפיינים הרצויים ויה DEP האות בתדר בחירה1. DEP שימש להתקנים רבים אחרים החל חיישנים גז3, טרנזיסטורים1, ועובר RF4,5, המיקום של חיידקים עבור ניתוח7.
DEP הוא המניפולציה של חלקיקים polarizable דרך היישום של שדה חשמלי לא אחידה, וכתוצאה מכך nanowires הרכבה עצמית מעבר אלקטרודות8. השיטה פותחה במקור עבור המניפולציה של חיידקים9,10 , אבל מאז הורחבה כדי המניפולציה של nanowires ו ננו.
DEP פתרון עיבוד של חלקיקים מאפשר ייצור המכשיר מוליכים למחצה השונה באופן משמעותי מזה של טכניקות מסורתיות מלמעלה למטה, בהתבסס על מספר photomasking, implantation יון, טמפרטורה גבוהה14, חישול, ו תחריט שלבים. כיוון DEP מתפעל חלקיקים זה כבר צריך להיות מסונתז, היא טכניקה11פבריקציה נוספת בטמפרטורה נמוכה, מלמטה למעלה. גישה זו מאפשרת nanowire בקנה מידה גדול מכשירים הניתנים להרכבה על כמעט כל המצע כולל מצעים פלסטיק הרגיש, גמיש6,12,13.
בעבודה זאת, ביצועים גבוהים מסוג p הסיליקון ננו-חוט שדה אפקט טרנזיסטורים מיוצרים באמצעות DEP בסיוע זרימה, אפיון זרם-מתח FET מתנהל. Nanowires סיליקון להשתמש בעבודה זו גדלים באמצעות ה15,בשיטת סופר נוזל נוזל מוצק (SFLS)16. Nanowires במכוון מסטול, ויש כ 10-50 מיקרומטר באורכו של 30-40 ננומטר בקוטר. שיטת גידול SFLS הוא מאוד אטרקטיבי מאז שהוא יכול להציע תעשיית מדרגי כמויות של חומרים ננו-חוט15. המתודולוגיה המוצעת nanowire הרכבה ישימה ישירות על חומרים ננו-חוט מוליך למחצה אחרים כגון אינאס13, שוקולדים23וגן18. גם ניתן להרחיב את הטכניקה כדי ליישר nanowires מוליך19 ו למיקום חלקיקים על פני האלקטרודה פערים20.

<table><tbody><tr><td>Silicon/silicon dioxide wafer, CZ method growth, 100mm diameter,&amp;nbsp; 300 nm oxide thermal growth,&amp;nbsp; n-doped phosphorus</td><td>Si-Mat (Silicon materials)</td><td>-</td><td>http://si-mat.com/</td></tr><tr><td>Acetone (200ml)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>W332615</td><td>-</td></tr><tr><td>Isopropanol (200ml)</td><td>Sigma Aldrich</td><td>W292907</td><td>-</td></tr><tr><td>Deionised water (150ml)</td><td>On site supply</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td>Photoresist (A) SF6 PMGI under etch photoresit (approx 1 ml per sample)</td><td>Microchem&amp;nbsp;</td><td>-</td><td>http://microchem.com/pdf/PMGI-Resists-data-sheetV-rhcedit-102206.pdf</td></tr><tr><td>Photoresist (B) S1805 photoresit) (approx 1 ml per sample)</td><td>Microchem&amp;nbsp;</td><td>-</td><td>http://www.microchem.com/PDFs_Dow/S1800.pdf</td></tr><tr><td>Photoresist developer Microposit&amp;nbsp; MF319&amp;nbsp; (100ml)</td><td>Microchem&amp;nbsp;</td><td>-</td><td>http://microchem.com/products/images/uploads/MF_319_Data_Sheet.pdf</td></tr><tr><td>Photoresist remover Microposit remover 1165 (300ml (2 baths 150 each))</td><td>Microchem&amp;nbsp;</td><td>-</td><td>http://micromaterialstech.com/wp-content/dow_electronic_materials/datasheets/1165_Remover.pdf</td></tr></tbody></table>

flow-assisted dielectrophoresis: a low cost method for the fabrication of high performance solution-processable nanowire devices

Dielectrophoresis בסיוע זרימה (DEP) הוא יעיל שיטת הרכבה עצמית עבור לשליטה, מיצוב, יישור, הדירים מבחר nanowires. DEP משמשת לניתוח ננו-חוט, אפיון, המבוסס על פתרון ייצור של התקני מוליכים למחצה. השיטה פועלת על-ידי החלת שדה חשמלי לסירוגין בין האלקטרודות מתכתי. ניסוח nanowire מתנתק אז אל האלקטרודות אשר נמצאים פני השטח נוטה ליצור זרם של ניסוח באמצעות כוח הכבידה. Nanowires ואז ישר לאורך מעבר הצבע של השדה החשמלי, בכיוון של זרימת הנוזל. התדירות של השדה יכול להיות מותאם כדי לבחור nanowires עם מעולה מוליכות נמוכה יותר צפיפות מלכודת.
בעבודה זאת, בסיוע זרימה DEP משמש כדי ליצור ננו-חוט טרנזיסטורים אפקט שדה. DEP בסיוע זרימה יש כמה יתרונות: הוא מאפשר בחירה של ננו-חוט תכונות חשמליות; שליטה על ננו-חוט אורך; המיקום של nanowires בתחומים ספציפיים; שליטה על כיוון של nanowires; ושליטה של צפיפות nanowire במכשיר.
ניתן להרחיב את הטכניקה ליישומים רבים אחרים כגון גז חיישנים ומתגים מיקרוגל. הטכניקה היא יעילה, מהירה, לשחזור, היא משתמשת כמות מזערית של פתרון שתדללו שהופך אותו אידיאלי עבור בדיקה של ננו-חומרים חדשניים. וופל הרכבה בקנה מידה של התקני ננו-חוט אפשר להשיג בעזרת טכניקה זו, המאפשר מספר רב של דוגמאות לבדיקות שטח גדול ליישומים אלקטרוניים.

תוצאות פוטוליתוגרפיה bilayer על נקי מוגדרים בחדות אלקטרודות. בדוגמה (איור 1 א'), שימש מבנה האצבע הבין-digitated באורך ערוץ 10 מיקרומטר. מבנים אלה מאפשרים שטח גדול להרכיב את המספר המרבי של nanowires כאשר הכוח DEP מוחל. איור 1B מראה סכימטי של מכשיר nanowire FET התחת...

Watch this Scientific Journal Video about Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices at JoVE.com

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

בנייר זה, הזרימה dielectrophoresis בסיוע הוכח עבור הרכבה עצמית של התקני ננו-חוט. הזיוף של טרנזיסטור אפקט שדה ננו-חוט סיליקון מוצג בתור דוגמה.

בסיוע זרימת Dielectrophoresis: שיטה בעלות נמוכה עבור הזיוף של התקני ננו-חוט processable-פתרון ביצועים גבוהים

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

flow-assisted-dielectrophoresis-low-cost-method-for-fabrication-high

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

7.6K Views.  University of Surrey. בנייר זה, הזרימה dielectrophoresis בסיוע הוכח עבור הרכבה עצמית של התקני ננו-חוט. הזיוף של טרנזיסטור אפקט שדה ננו-חוט סיליקון מוצג בתור דוגמה.

Video: Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two electrodes-and generating them in practical quantities-is still challenging. The preparation of nanogap electrodes using nanoskiving, which is a form of edge lithography, is a fast, simple and powerful technique. This method is an entirely mechanical process which does not include any photo- or electron-beam lithographic steps and does not require any special equipment or infrastructure such as clean rooms. Nanoskiving is used to fabricate electrically addressable nanogaps with control over all three dimensions; the smallest dimension of these structures is defined by the thickness of the sacrificial layer (Al or Ag) or self-assembled monolayers. These wires can be manually positioned by transporting them on drops of water and are directly electrically-addressable; no further lithography is required to connect them to an electrometer.

The fabrication of electrically addressable, high-aspect-ratio (> 1000:1) metal nanowires separated by gaps of single nanometers using either sacrificial layers of aluminum and silver or self-assembled monolayers as templates is described. These nanogap structures are fabricated without a clean room or any photo- or electron-beam lithographic processes by a form of edge lithography known as nanoskiving.

בודה Nanogaps ידי Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two ...

Chemistry

Ultrahigh Density Array of Vertically Aligned Small-molecular Organic Nanowires on Arbitrary Substrates

In recent years &pi;-conjugated organic semiconductors have emerged as the active material in a number of diverse applications including large-area, low-cost displays, photovoltaics, printable and flexible electronics and organic spin valves. Organics allow (a) low-cost, low-temperature processing and (b) molecular-level design of electronic, optical and spin transport characteristics. Such features are not readily available for mainstream inorganic semiconductors, which have enabled organics to carve a niche in the silicon-dominated electronics market. The first generation of organic-based devices has focused on thin film geometries, grown by physical vapor deposition or solution processing. However, it has been realized that organic nanostructures can be used to enhance performance of above-mentioned applications and significant effort has been invested in exploring methods for organic nanostructure fabrication.	
A particularly interesting class of organic nanostructures is the one in which vertically oriented organic nanowires, nanorods or nanotubes are organized in a well-regimented, high-density array. Such structures are highly versatile and are ideal morphological architectures for various applications such as chemical sensors, split-dipole nanoantennas, photovoltaic devices with radially heterostructured "core-shell" nanowires, and memory devices with a cross-point geometry. Such architecture is generally realized by a template-directed approach. In the past this method has been used to grow metal and inorganic semiconductor nanowire arrays. More recently &pi;-conjugated polymer nanowires have been grown within nanoporous templates. However, these approaches have had limited success in growing nanowires of technologically important &pi;-conjugated small molecular weight organics, such as tris-8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3), rubrene and methanofullerenes, which are commonly used in diverse areas including organic displays, photovoltaics, thin film transistors and spintronics.	
Recently we have been able to address the above-mentioned issue by employing a novel "centrifugation-assisted" approach. This method therefore broadens the spectrum of organic materials that can be patterned in a vertically ordered nanowire array. Due to the technological importance of Alq3, rubrene and methanofullerenes, our method can be used to explore how the nanostructuring of these materials affects the performance of aforementioned organic devices. The purpose of this article is to describe the technical details of the above-mentioned protocol, demonstrate how this process can be extended to grow small-molecular organic nanowires on arbitrary substrates and finally, to discuss the critical steps, limitations, possible modifications, trouble-shooting and future applications.

We report a simple method for fabricating an ultrahigh density array of vertically ordered small-molecular organic nanowires. This method allows for synthesis of complex heterostructured hybrid nanowire geometries, which can be inexpensively grown on arbitrary substrates. These structures have potential applications in organic electronics, optoelectronics, chemical sensing, photovoltaics and spintronics.

מערך צפיפות ultrahigh של nanowires אורגני קטן מולקולרי בציר אנכי על מצעים שרירותיים

In  recent years &pi;-conjugated  organic semiconductors have emerged as the active material in a number of  diverse applications including large-area, ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

חד שכבתי לתקשר סימום של משטחי סיליקון וNanowires שימוש בתרכובות זרחן אורגניות

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information support1,2,3. In this context, metal nanowires are especially desirable for realizing dense routing networks4. A prerequisite to operate such shared nanowire-based platform relies on our ability to electrically contact individual metal nanowires and efficiently excite surface plasmon polaritons5 in this information support. In this article, we describe a protocol to bring electrical terminals to chemically-synthesized silver nanowires6 randomly distributed on a glass substrate7. The positions of the nanowire ends with respect to predefined landmarks are precisely located using standard optical transmission microscopy before encapsulation in an electron-sensitive resist. Trenches representing the electrode layout are subsequently designed by electron-beam lithography. Metal electrodes are then fabricated by thermally evaporating a Cr/Au layer followed by a chemical lift-off. The contacted silver nanowires are finally transferred to a leakage radiation microscope for surface plasmon excitation and characterization8,9. Surface plasmons are launched in the nanowires by focusing a near infrared laser beam on a diffraction-limited spot overlapping one nanowire extremity5,9. For sufficiently large nanowires, the surface plasmon mode leaks into the glass substrate9,10. This leakage radiation is readily detected, imaged, and analyzed in the different conjugate planes in leakage radiation microscopy9,11. The electrical terminals do not affect the plasmon propagation. However, a current-induced morphological deterioration of the nanowire drastically degrades the flow of surface plasmons. The combination of surface plasmon leakage radiation microscopy with a simultaneous analysis of the nanowire electrical transport characteristics reveals the intrinsic limitations of such plasmonic circuitry.

Silver nanowires can simultaneously transport electrons and optical information in the form of surface plasmons. A procedure is described here to realize such a shared circuitry and the limitations at propagating both information carriers are evaluated.

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

Fabrication of Carbon Nanotube High-Frequency Nanoelectronic Biosensor for Sensing in High Ionic Strength Solutions

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them good candidates for high sensitivity biosensors. When a charged molecule binds to such a sensor surface, it alters the carrier density5 in the sensor, resulting in changes in its DC conductance. However, in an ionic solution a charged surface also attracts counter-ions from the solution, forming an electrical double layer (EDL). This EDL effectively screens off the charge, and in physiologically relevant conditions ~100 millimolar (mM), the characteristic charge screening length (Debye length) is less than a nanometer (nm). Thus, in high ionic strength solutions, charge based (DC) detection is fundamentally impeded6-8.
We overcome charge screening effects by detecting molecular dipoles rather than charges at high frequency, by operating carbon nanotube field effect transistors as high frequency mixers9-11. At high frequencies, the AC drive force can no longer overcome the solution drag and the ions in solution do not have sufficient time to form the EDL. Further, frequency mixing technique allows us to operate at frequencies high enough to overcome ionic screening, and yet detect the sensing signals at lower frequencies11-12. Also, the high transconductance of SWNT transistors provides an internal gain for the sensing signal, which obviates the need for external signal amplifier.
Here, we describe the protocol to (a) fabricate SWNT transistors, (b) functionalize biomolecules to the nanotube13, (c) design and stamp a poly-dimethylsiloxane (PDMS) micro-fluidic chamber14 onto the device, and (d) carry out high frequency sensing in different ionic strength solutions11.

We describe the device fabrication and measurement protocol for carbon nanotube based high frequency biosensors. The high frequency sensing technique mitigates the fundamental ionic (Debye) screening effect and allows nanotube biosensor to be operated in high ionic strength solutions where conventional electronic biosensors fail. Our technology provides a unique platform for point-of-care (POC) electronic biosensors operating in physiologically relevant conditions.

המצאה של Biosensor Nanotube פחמן בתדירות גבוהה Nanoelectronic לחישה בפתרוני כוח יוניים גבוהים

The unique electronic properties and high surface-to-volume ratios of single-walled carbon nanotubes (SWNT) and semiconductor nanowires (NW) 1-4 make them ...

Bioengineering

Creating Sub-50 Nm Nanofluidic Junctions in PDMS Microfluidic Chip via Self-Assembly Process of Colloidal Particles

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its transparency. Due to the softness of the PDMS material, however, it is challenging to use PDMS for building nanochannels. The channels tend to collapse easily during plasma bonding. In this paper, we present an evaporation-driven self-assembly method of silica colloidal nanoparticles to create nanofluidic junctions with sub-50 nm pores between two microchannels. The pore size as well as the surface charge of the nanofluidic junction is tunable simply by changing the colloidal silica bead size and surface functionalization outside of the assembled microfluidic device in a vial before the self-assembly process. Using the self-assembly of nanoparticles with a bead size of 300 nm, 500 nm, and 900 nm, it was possible to fabricate a porous membrane with a pore size of ~45 nm, ~75 nm and ~135 nm, respectively. Under electrical potential, this nanoporous membrane initiated ion concentration polarization (ICP) acting as a cation-selective membrane to concentrate DNA by ~1,700 times within 15 min. This non-lithographic nanofabrication process opens up a new opportunity to build a tunable nanofluidic junction for the study of nanoscale transport processes of ions and molecules inside a PDMS microfluidic chip.

We propose a simple self-assembly technique of silica colloidal nanoparticles to create a nanofluidic junction between two microchannels in polydimethylsiloxane (PDMS). Using this technique, a nanoporous bead membrane with a pore size down to ~45 nm was built inside a microchannel and applied to electrokinetic preconcentration of DNA samples.

יצירת צומת תת-50 ננומטר ננו-נוזלי ב PDMS Microfluidic שבב באמצעות תהליך ההרכבה העצמית של חלקיקים קולואיד

Polydimethylsiloxane (PDMS) is the prevailing building material to make microfluidic devices due to its ease of molding and bonding as well as its ...

Fabrication of Fully Solution Processed Inorganic Nanocrystal Photovoltaic Devices

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal inks. For the photoactive absorber layer, colloidal CdTe and CdSe nanocrystals (3-5 nm) are synthesized using an inert hot injection technique and cleaned with precipitations to remove excess starting reagents. Similarly, gold nanocrystals (3-5 nm) are synthesized under ambient conditions and dissolved in organic solvents. In addition, precursor solutions for transparent conductive indium tin oxide (ITO) films are prepared from solutions of indium and tin salts paired with a reactive oxidizer. Layer-by-layer, these solutions are deposited onto a glass substrate following annealing (200-400 &#176;C) to build the nanocrystal solar cell (glass/ITO/CdSe/CdTe/Au). Pre-annealing ligand exchange is required for CdSe and CdTe nanocrystals where films are dipped in NH4Cl:methanol to replace long-chain native ligands with small inorganic Cl- anions. NH4Cl(s) was found to act as a catalyst for the sintering reaction (as a non-toxic alternative to the conventional CdCl2(s) treatment) leading to grain growth (136&#177;39 nm) during heating. The thickness and roughness of the prepared films are characterized with SEM and optical profilometry. FTIR is used to determine the degree of ligand exchange prior to sintering, and XRD is used to verify the crystallinity and phase of each material. UV/Vis spectra show high visible light transmission through the ITO layer and a red shift in the absorbance of the cadmium chalcogenide nanocrystals after thermal annealing. Current-voltage curves of completed devices are measured under simulated one sun illumination. Small differences in deposition techniques and reagents employed during ligand exchange have been shown to have a profound influence on the device properties. Here, we examine the effects of chemical (sintering and ligand exchange agents) and physical treatments (solution concentration, spray-pressure, annealing time and annealing temperature) on photovoltaic device performance.

This protocol describes the synthesis and solution deposition of inorganic nanocrystals layer by layer to produce thin film electronics on non-conductive surfaces. Solvent-stabilized inks can produce complete photovoltaic devices on glass substrates via spin and spray coating following post-deposition ligand exchange and sintering.

המצאה של התקנים פוטו ננו אורגניים לגמרי פתרון מעובד

We demonstrate a method for the preparation of fully solution processed inorganic solar cells from a spin and spray coating deposition of nanocrystal ...

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape method or individual WS2 nanotubes by dispersing the suspension of WS2 nanotubes. The selected samples have been fabricated into devices by the use of the electron beam lithography and electrolyte is put on the devices. We have characterized the electronic properties of the devices under applying the gate voltage. In the small gate voltage region, ions in the electrolyte are accumulated on the surface of the samples which leads to the large electric potential drop and resultant electrostatic carrier doping at the interface. Ambipolar transfer curve has been observed in this electrostatic doping region. When the gate voltage is further increased, we met another drastic increase of source-drain current which implies that ions are intercalated into layers of WS2 and electrochemical carrier doping is realized. In such electrochemical doping region, superconductivity has been observed. The focused technique provides a powerful strategy for achieving the electric-filed-induced quantum phase transition.

Electric-field Control of Electronic States in WS2 Nanodevices by Electrolyte Gating

Here, we present a protocol to control the carrier number in solids by using the electrolyte.

פקד שדה חשמלי של הברית אלקטרונית ב- WS Nanodevices2 מאת אלקטרוליט Gating

A method of carrier number control by electrolyte gating is demonstrated. We have obtained WS2 thin flakes with atomically flat surface via scotch tape ...

A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D materials is still in nascent stages, scientists cannot fully rely on traditional semiconductor techniques for related research. Delicate processes from locating the materials to electrode definition need to be well controlled. In this article, a universal fabrication protocol required in manufacturing nanoscale electronics, such as 2D quasi-heterojunction bipolar transistors (Q-HBT), and 2D back-gated transistors are demonstrated. This protocol includes the determination of material position, electron beam lithography (EBL), metal electrode definition, et al. A step by step narrative of the fabrication procedures for these devices are also presented. Furthermore, results show that each of the fabricated devices has achieved high performance with high repeatability. This work reveals a comprehensive description of process flow for preparing 2D nano-electronics, enables the research groups to access this information, and pave the way toward future electronics.

The article aims to introduce a standard and reliable fabrication procedure for the development of future low dimensional nanoelectronics.

שיטה סטנדרטית ואמינה כדי לפברק Nanoelectronics דו מימדי

Two-dimensional (2D) materials have attracted huge attention due to their unique properties and potential applications. Since wafer scale synthesis of 2D ...

Iron Nanowire Fabrication by Nano-Porous Anodized Aluminum and its Characterization

Magnetic nanowires possess unique properties that have attracted the interest of different fields of research, including basic physics, biomedicine, and data storage. We demonstrate a fabrication method for iron (Fe) nanowires&#160;via electrochemical deposition into anodic&#160;alumina oxide (AAO) templates. The templates are fabricated by anodization of aluminum (Al) discs, and the pore length and diameter are controlled by changing the anodizing conditions. Pores with an average diameter of around 120 nm are created using oxalic acid as the electrolyte. Using this method, cylindrical nanowires are synthesized, which are released by dissolving the alumina using a selective chemical etchant.

In this work, we describe a&#160;protocol to fabricate iron nanowires, including the formation of the porous alumina membrane that is used as the template, electrodeposition into templates using electrolyte solution, and the release of the nanowires into the solution.

ברזל יצוק בייצור ננו-נקבובי אלומיניום ואיפיון

Magnetic nanowires possess unique properties that have attracted the interest of different fields of research, including basic physics, biomedicine, and ...