עבודה זו היא חלק מתכנית השמש המשותפת (JSP) של Hyet השמש וStichting voor Fundamenteel Onderzoek דר Materie FOM, שהוא חלק מארגון הולנד למחקר מדעי (NWO).

1. הכנת בלוק עבור חתך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פנק את &quot;רקיק טכני בדרגת 3 סיליקון בפלזמת אוויר נקי למשך 30 שניות ולאחר מכן חושף אותה ל( tridecafluoro-1, 1,2,2,-tetrahydrooctyl) אדי trichlorosilane במשך שעה אחת. הערה: צעד זה הוא הכרחי לפני שלב 1.4 כדי למנוע אפוקסי מהקפדה על פרוסות סיליקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד רובד של זהב (בדרך כלל 100 ננומטר עבה, המגדיר את הרוחב של חוטים) באמצעות הורים טפלון (המגדיר את אורך החוטים הנובעים; 0.5 מ&quot;מ, 1 מ&quot;מ, או 1.5 מ&quot;מ) על גבי סיליקון טרום טיפול רקיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכסות את כל רקיק עם ~ 8.5 מ&quot;ל של Epofix אפוקסי מראש פולימר ולרפא במשך שלוש שעות ב 60 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תבנית-להפשיט שכבת הזהב על ידי קילוף אפוקסי בזהירות מהרקיק כך שהזהב נותר מחובר לאפוקסי נרפא. הכנס את הקצה של סכין גילוח בממשק שבין פרוסות סיליקון ואפוקסי ולאחר מכן בעדינות לקלף את שכבת אפוקסי מפרוסות סיליקון. בגלל עניי ההידבקות של זהב לפרוסות סיליקון fluorinated (שלב 1.1) את תכונות הזהב יישארו דבקים אפוקסי. הערה: היזהר שלא לשבור את פרוסות סיליקון, אחרת חלקיקי סיליקון יפגעו סכין היהלום בצעד חתך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אותה מסכת הטפלון ממוקמת חזרה על תכונות הזהב, אבל רוחבי קוזזה על ידי ~ 80% מהממד הקצר ביותר מהתכונות הזהב ולהפקיד רובד של אלומיניום או כסף דרך אדון הטפלון. עובי שכבה זו יגדיר את המרווח של ננו הפער בין חוטי הזהב. הגבול התחתון תלוי במתכת, אבל הוא ~ 5 ננומטר לאלומיניום וכסף, שמתחתיו השכבות הפכו רציפה. הערה: זה קוזז סופו של דבר מגדיר את אורכו של החפיפה בין שתי אלקטרודות זהב ואתה יכול למדוד את זה במייקרו שליט . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפערים שלהלן 5 ננומטר: לטבול את תבנית הזהב-הפשיטו באפוקסי בפתרון של 1 מ&quot;מ alkanedithiolבאתנול (או כל ממס שלא יתנפח אפוקסי) הלילה בחדר סגור, כי הוא טיהר עם חנקן (כדי להקטין את היווצרות הספונטנית של disulfides). (במאמר זה אנו משתמשים 1,12-dodecanedithiol, 1,14-tetradecanedithiol או 1,16-hexadecanedithiol לייצר פערים ברוחב שונים מתחת 3 ננומטר.) הסר את התבנית-הפשיט מצע זהב ב-אפוקסי מSAM היוצרים פתרון. יש לשטוף אותו עם אתנול ולייבש אותו עם חנקן לפני הייבוש ב 60 דקות 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם באמצעות SAM, הנח את מסכת הטפלון על גבי מצע אפוקסי אבל רוחבי קוזז על ידי ~ 80% מהממד הקצר ביותר מהתכונות הזהב. אם אתם משתמשים במתכת, המסכה היא כבר במצב לאחר שלב 1.5, ולכן אין לשנות את מיקומה של המסכה אחרי התצהיר של האלומיניום או הכסף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפקיד רובד שני של זהב או כל מתכת אחרת דרך המסכה. שכבה זו בדרך כלל תהיה מורכבת מאותה המתכת בעובי כראשון (100 ננומטר בעובי במקרה זה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסירמסכת הטפלון, נזהר שלא לשרוט את התכונות, אשר תגרום בnanowires שבורים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Re-להטביע את כל המצע בEpofix מראש פולימר (~ 8.5 מ&quot;ל) ולרפא אותה לפחות שלוש שעות ב 60. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים את התכונות החוצה באמצעות המסור של תכשיט (ל~ 4 x 10 חתיכות מ&quot;מ) ולמקם כל לתוך באר נפרד בארון&#39;&#39;&#39;&#39; עובש microtome פוליאתילן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את התבנית עם Epofix מראש פולימר, ולרפא אותו לילה בשעה 60 ° C. </li></ol> 2. חתך <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר בלוק מעובש פוליאתילן ולהרכיב אותה בבעל המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את בעל המדגם לקובץ המצורף זמירה ולהרכיב אותה בultramicrotome. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לנקות את סכין גילוח עם אתנול להסיר חומר סיכה ושברי מתכת ולבדוק את הקצה של סכין הגילוח תחת stereoscope של ultramicrotome. כל שברים שנותרו יפגעו סכין היהלום בחתך. חתוך את הבלוק לרוחב סכין היהלום (wדואר להשתמש 2 מ&quot;מ או 4 מ&quot;מ Diatome Ultra 35 מעלות) בצורת טרפז (כי זה הוא הצורה היציבה ביותר עבור חתך). הערה: כמה ultramicrotomes להשתמש זמירה קבצים מצורפים שהר לזרוע החיתוך, אבל אנחנו להשיג תוצאות טובות יותר עם ​​סכיני גילוח . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ישר את הקצה של סכין זכוכית מקבילה לקצה התחתון של פניו של הבלוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מראש עם חיתוך ultramicrotome (השתמשנו יקה EMUC-6) מצוידים בסכין זכוכית להגדיר משטח חלק על פניו של הבלוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק מבנה מתכתי, החלף את סכין הזכוכית עם סכין יהלום, מחדש ליישר אותו, וסעיף לבלוק או 100 ננומטר ב 1 מ&quot;מ / שנייה או 50 ננומטר ב 0.6 מ&quot;מ / שנייה. סעיפי Epofix הם יציבים עד ~ 30 ננומטר הערה: אימות קלה של עוביים של החלקים היא הצבע שלהם, אשר משתנה לחיזוי כפונקציה של עובי ואינו תלויות בשרף אשר שימש; כרטיסי התייחסות זמינים.. 16 </li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאסוף את חלקי אפוקסי המכילים את המבנים מפני השטח של המים במאגר של הסכין בנפרד באמצעות לולאה מושלמת (מדעי מיקרוסקופית אלקטרונים) או כסרטים של כמה חלקים לSi/SiO2 (לSEM) או SiO2 (עבור חשמל מדידות) מצע על ידי הצבת מצע מתחת לפני השטח של המים והרים אותו לאט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את החלקים ב 60 מעלות צלזיוס במשך 3 שעות כדי לשפר את הידבקותם למצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי אפר אפוקסי, לחשוף את הדגימות לפלזמת חמצן (15 דקות ב mbar 1 הוא מספיק כדי להסיר את כל העקבות של אפוקסי מ100 או 50 חלקי ננומטר בעובי). הערה: אם בודה ננו מדידות חשמליות, שלב זה חייב להיות מתבצע לאחר שלב 4. </li></ol> 3. תחריט מתוך השכבה של קורבן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאלומיניום: הנח את החלקים המכילים אלומיניום בתמיסה מימית של HCl M 2 במשך שעה 2. לכסף: לחשוף את החלקים לפלזמת חמצן במשך 10. דקות הערה: הבחירה של חומרים מאפשרת גם רטוב תחריט (באמצעות HCl) או יבש-תחריט (באמצעות פלזמה חמצן), לעומת זאת כסף ניתן להסיר על ידי תחריט רטוב גם כן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטילים נ&quot;מ: טיפול פלזמה באופן חלקי את etches סאמס, אבל אנחנו לא הצלחנו במאמצינו לאפיין באיזו מידה. </li></ol> 4. מדידות חשמליות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלקי אפוקסי מניחים על מצע SiO2 שנוקה ביסודיות (למשל באמצעות פתרון piraña) ולייבש אותם (שלבים 2.7 ו -2.8). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר המצע תחת מיקרוסקופ אור או stereoscope המצורף ultramicrotome. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל טיפות של רסק כסף (או דיו פחם) על שני קצוות של חוטים בכל מקטע. מבנים מתכתיים אלה משובצים יהיו גלויים כמו גם קו שחור (מממשק הזהב / אפוקסי) או, במקרה של מבני זהב עבים יותר (מהמדרגות בתצהיר), ישירות לעין. בכל מקרה, יש להחיל את טיפותמספיק רחוק מהמרכז לקצר את ננו הפערים. </li></ol>

<ol>
	<li>Lipomi, D. J., Martinez, R. V., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+thin+sectioning+(nanoskiving)+to+fabricate+nanostructures+for+electronic+and+optical+applications.">Use of thin sectioning (nanoskiving) to fabricate nanostructures for electronic and optical applications.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 50 (37), 8566-8583 (2011).</li><li>Xu, Q., Rioux, R. M., Dickey, M. D., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoskiving:+A+new+method+to+produce+arrays+of+nanostructures.">Nanoskiving: A new method to produce arrays of nanostructures.</a> Acc. Chem. Res. 41 (12), 1566-1577 (2008).</li><li>Xu, Q., Rioux, R. M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+complex+metallic+nanostructures+by+nanoskiving.">Fabrication of complex metallic nanostructures by nanoskiving.</a> ACS Nano. 1 (3), 215-227 (2007).</li><li>Reed, M. A., Zhou, C., Muller, C. J., Burgin, T. P., Tour, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conductance+of+a+molecular+junction.">Conductance of a molecular junction.</a> Science. 278 (5336), 252-254 (1997).</li><li>Chen, W., Ahmed, H., Nakazoto, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coulomb+blockade+at+77+k+in+nanoscale+metallic+islands+in+a+lateral+nanostructure.">Coulomb blockade at 77 k in nanoscale metallic islands in a lateral nanostructure.</a> Appl. Phys. Let. 66 (24), 3383-3384 (1995).</li><li>Morpurgo, A. F., Marcus, C. M., Robinson, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+fabrication+of+metallic+electrodes+with+atomic+separation.">Controlled fabrication of metallic electrodes with atomic separation.</a> Appl. Phys. Let. 74 (14), 2084-2086 (1999).</li><li>Paska, Y., Haick, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+cross-linking+changes+within+a+self-assembled+monolayer+in+a+nanogap+junction:+A+tool+for+investigating+the+intermolecular+electronic+coupling.">Systematic cross-linking changes within a self-assembled monolayer in a nanogap junction: A tool for investigating the intermolecular electronic coupling.</a> J. Am. Chem. Soc. 132 (6), 1774-1775 (2010).</li><li>Park, J., Pasupathy, A. N., Goldsmith, J. I., Chang, C., Yaish, Y., Petta, J. R., Rinkoski, M., Sethna, J. P., Abruna, H. D., McEuen, P. L., Ralph, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coulomb+blockade+and+the+kondo+effect+in+single-atom+transistors.">Coulomb blockade and the kondo effect in single-atom transistors.</a> Nature. 417 (6890), 722-725 (2002).</li><li>Nagase, T., Kubota, T., Mashiko, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+nano-gap+electrodes+for+measuring+electrical+properties+of+organic+molecules+using+a+focused+ion+beam.">Fabrication of nano-gap electrodes for measuring electrical properties of organic molecules using a focused ion beam.</a> Thin Solid Films. 438-439, 374-377 (2003).</li><li>Kubatkin, S., Danilov, A., Hjort, M., Cornil, J., Br&#233;das, J. -. L., Stuhr-Hansen, N., Hedeg&#229;rd, P., Bj&#248;rnholm, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-Electron+Transistor+of+a+Single+Organic+Molecule+with+Access+to+Several+Redox+States.">Single-Electron Transistor of a Single Organic Molecule with Access to Several Redox States.</a> Nature. 425 (6959), 698-701 (2003).</li><li>Notargiacomo, A., Foglietti, V., Cianci, E., Capellini, G., Adami, M., Faraci, P., Evangelisti, F., Nicolini, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic+force+microscopy+lithography+as+a+nanodevice+development+technique.">Atomic force microscopy lithography as a nanodevice development technique.</a> Nanotechnology. 10 (4), 458-463 (1999).</li><li>Qin, L., Park, S., Huang, L., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-wire+lithography.">On-wire lithography.</a> Science. 309 (5731), 113-115 (2005).</li><li>Hatzor, A., Weiss, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+rulers+for+scaling+down+nanostructures.">Molecular rulers for scaling down nanostructures.</a> Science. 291 (5506), 1019-1020 (2001).</li><li>Pourhossein, P., Chiechi, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Directly+addressable+sub-3+nm+gold+nano-gaps+fabricated+by+nanoskiving+using+self-assembled+monolayers+as+templates.">Directly addressable sub-3 nm gold nano-gaps fabricated by nanoskiving using self-assembled monolayers as templates.</a> ACS Nano. 6, 5566-5573 (2012).</li><li>Lipomi, D. J., Ilievski, F., Wiley, B. J., Deotare, P. B., Lon&#269;ar, M., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+fabrication+and+magnetic+positioning+of+metallic+and+polymeric+nanowires+embedded+in+thin+epoxy+slabs.">Integrated fabrication and magnetic positioning of metallic and polymeric nanowires embedded in thin epoxy slabs.</a> ACS Nano. 3 (10), 3315-3325 (2009).</li><li>Mays, R. L., Pourhossein, P., Savithri, D., Genzer, J., Chiechi, R. C., Dickey, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thiol-containing+polymeric+embedding+materials+for+nanoskiving.">Thiol-containing polymeric embedding materials for nanoskiving.</a> Journal of Materials Chemistry C. , (2013).</li><li>Thuo, M. M., Reus, W. F., Nijhuis, C. A., Barber, J. R., Kim, C., Schulz, M. D., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Odd-even+effects+in+charge+transport+across+self-assembled+monolayers.">Odd-even effects in charge transport across self-assembled monolayers.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (9), 2962-2975 (2011).</li><li>Song, H., Kim, Y., Jeong, H., Reed, M. A., Lee, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+Tunneling+Transport+in+Molecular+Junctions.">Coherent Tunneling Transport in Molecular Junctions.</a> J. Phys. Chem. C. 114 (48), 20431-20435 (2010).</li><li>Wang, W. Y., Lee, T., Reed, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+Electron+Conduction+in+Self-Assembled+Alkanethiol+Monolayer+Devices.">Mechanism of Electron Conduction in Self-Assembled Alkanethiol Monolayer Devices.</a> Phys. Rev. B. 68 (3), 035416 (2003).</li><li>Weiss, E. A., Chiechi, R. C., Kaufman, G. K., Kriebel, J. K., Li, Z., Duati, M., Rampi, M. A., Whitesides, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+defects+on+the+electrical+characteristics+of+Mercury-Drop+junctions:+Self-Assembled+monolayers+of+n-+Alkanethiolates+on+rough+and+smooth.">Influence of defects on the electrical characteristics of Mercury-Drop junctions: Self-Assembled monolayers of n- Alkanethiolates on rough and smooth.</a> 129 (14), 4336-4349 (2007).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

במאמר זה אנו מדגימים את הייצור של מבני nanogap באמצעות nanoskiving. שיטה בניסוי פשוט זה מאפשר ייצור של ננו בשיעור של אחד לשנייה בערך, עם שליטה על כל שלושת הממדים. הפער בגודל מוגדר על ידי שילוב שכבות או ההקרבה של אלומיניום וכסף או monolayers עצמית התאספו של dithiols (אשר מקנה רזולוציה קטנ...

מאמר זה מתאר את הייצור של nanowires גבוה היבט יחס, חשמלי מיעון של זהב מופרד בפערים של ננומטרים בודדים באמצעות ואקום הופקד אלומיניום וכסף כשכבות spacer ההקרבה לפערים&gt; 5 ננומטר וmonolayers עצמית התאספו (Sams) של alkanedithiols לפערים קטנים כמו 1.7 ננומטר. אנו מפוברקים ננו האלה בלי חדר נקי או בכל תהליכי photolithographic על ידי מבני כריך חתך של זהב מופרד בspacer ההקרבה באמצעות ultramicrotome, צורה של הקצה המכונה ליתוגרפיה nanoskiving. 1-3 שיטה זו היא שילוב של בתצהיר של מתכת דקה סרטים וחתך באמצעות ultramicrotome. הצעד העיקרי בnanoskiving הוא חיתוך סעיפים דקים עם ultramicrotome מצויד בסכין יהלום אשר מחובר לסירה מלאה במים כדי לייצר לוחות כי הם רזים כמו ~ 30 ננומטר. Ultramicrotomes נמצאים בשימוש נרחב להכנת דגימות דקות להדמיה עם אופטי או לבחורמיקרוסקופיה רון ורבים ממתרגלי הניסיון הרבים ביותר של ultramicrotomy מגיעים מרקע ביולוגי או רפואי. ישנן מספר שיטות של nanogaps בודה, כולל צמתים מכאניים לשבור, 4 קרן אלקטרונים ליתוגרפיה, ציפוי אלקטרוכימי 5, 6, 7, 8 electromigration יתוגרפיה אלומת יונים ממוקדת, אידוי בצל 9, 10 ובדיקת סריקת מיקרוסקופ כוח אטומי, 11 יתוגרפיה על התיל , 12 שליטים ומולקולריים. -13 כל השיטות האלה יש מאפיינים והיישומים שלהם, אבל הפקה ופונה nanogaps גם במספרים שימושיים ועם שליטה מדויקת את הממדים של הפער עדיין מהווה אתגר. בנוסף יש שיטות אלה עלויות תפעול גבוהות, הם מוגבלים למעמד של חומרים שיכולים לשרוד את תהליכי התחריט, ומוגבלות ברזולוציה. Nanoskiving מאפשר ייצור המהיר של nanowires חשמלי-מיעון עם spacinGS של ננומטרים בודדים על הספסל העליון. אנחנו מעוניינים בדיגום המהיר של ננו לאלקטרוניקה מולקולרית, שעבורו את האלקטרודות המפוברקת ננו אינה דורשת טכניקות מיוחדות או זמן רב, 14 פעם בבלוק מורכב, זה יכול לייצר מאה אלפי ננו, (סדרתי) על ביקוש. עם זאת, הטכניקה היא לא מוגבלת לטילים נ&quot;מ או אלקטרוניקה מולקולרית, והוא שיטה כללית להכנת פער בין שני ננו. במאמר זה אנו משתמשים בכסף, אלומיניום, וטילים נ&quot;מ כשכבות ההקרבה לייצר פערים בגדלים שונים בין nanowires הזהב, אבל הטכניקה אינה מוגבלת לחומרים אלה (או לnanowires מתכתי). את החוטים הם איסוף ומקום, ועולים בקנה אחד עם יישור מגנטי, ובכך הם יכולים להיות ממוקמים על מצעים שרירותיים. כוח נוסף של 15 nanoskiving הוא שהיא מאפשרת שליטה על כל שלושת הממדים. מידותיו של הדגימות נקבעות על ידי הטופוגרפיה של המצע (X),עוביו של הסרט הופקד (Y) ואת העובי של לוח המיוצר על ידי ultramicrotome (Z). איור 1 מסכם את ההליך המשמש לייצור את nanowires עם המרווח המוגדר. תכונות זהב (1-2 מ&quot;מ אורך) מופקדות על ידי אידוי דרך מסכת טפלון על גבי מצע סיליקון. Epofix (מיקרוסקופית אלקטרונים מדעים) אפוקסי מראש פולימר הוא שפך על כל פרוסות סיליקון, המכסה את תכונות הזהב, כאשר הוא נרפא אפוקסי, אפוקסי מופרד מהרקיק (כלומר באמצעות תבנית הפשטה); תכונות הזהב להישאר דבק אפוקסי . להקרבת שכבות מתכתיות, אלומיניום או כסף הוא התאדה עם העובי הרצוי באמצעות מסכת הטפלון עם קיזוז של 200-500 מיקרומטר על תכונות הזהב. כדי לייצר תת 5 פערי ננומטר, סם הוא נוצר על ידי השריית את תכונות הזהב בפתרון האתנולית 1 מ&quot;מ של dithiol המתאים בן לילה. סט שני של זהב (או מתכת אחרת) שהופקד על ידי הצבת את המסכה מעל צל הטפלוןהשכבה הראשונה של תכונות זהב (מכוסה בכסף, אלומיניום או SAM) עם קיזוז של 200-500 מיקרומטר ביחס לאידוי הראשון. זה קיזוז סופו של דבר להגדיר את הממד הארוך ביותר של הפער, ואת זה ניתן למדוד במדויק באמצעות מייקר שליט לפני ההטבעה את כל המבנה באפוקסי עבור חתך. ואז כל המבנה מוטבע בתוך גוש של אפוקסי אשר לאחר מכן יכול להיות מוכן לחתך עם ultramicrotome. זרוע המדגם מחזיקה בלוק המוכן כמו התקדמות סכין היהלום לכיוון זה בצעדים מבוקרים שיגדירו את העובי של הלוחות. סעיף כתוצאה מכך צף על המים בסירה.

<table border="1">
<tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Reagent/Material</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Epofix epoxy resin </td>
 <td> Electron Microscopy </td>
 <td> 1232 </td>
 <td> </td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td> Sciences </td>
 <td> </td>
 <td> </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Gold </td>
 <td> Schone Edelmetaal B.V</td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Aluminum </td>
 <td> Umicore Materials AG </td>
 <td></td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Silver </td>
 <td> Umicore Materials AG </td>
 <td> </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>(tridecafluoro-1,1,2,2, </td>
 <td> ABCR GmbH co.KG</td>
 <td> 78560-45-9 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>-tetrahydrooctyl) </td>
 <td> </td>
 <td> </td>
 <td> </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>trichlorosilane </td>
 <td></td>
 <td> </td>
 <td> </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>,12-dodecanedithiol </td>
 <td> Home-synthesised </td>
 <td> </td>
 <td>According to: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>,14-tetradecanedithiol </td>
 <td> synthesized in house </td>
 <td> </td>
 <td> According to: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>,16-hexadecanedithiol </td>
 <td> synthesized in house </td>
 <td> </td>
 <td>According to: Akkerman et. al., Nature. 441, 69-72 (2006)</td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Equipment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Thermal deposition system </td>
 <td> home-built </td>
 <td> </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ultramicrotome </td>
 <td> Leica Microsystems </td>
 <td> </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dimanod knife ultra 35 </td>
 <td> Diatome </td>
 <td> DU3540</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dimanod knife ultra 45 </td>
 <td> Scimed GMBH </td>
 <td> </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Scanning electron microscope </td>
 <td> JOEL </td>
 <td> </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Source meter </td>
 <td> Keithley </td>
 <td> </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>Table 1. Tables of Specific Reagents and Equipment.</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

fabricating nanogaps by nanoskiving

ישנן מספר שיטות של בודה nanogaps עם spacings מבוקר, אבל השליטה המדויקת את המרווח תת ננומטר בין שתי אלקטרודות-ויצירתם בכמויות מעשיות, האם עדיין מאתגרת. הכנת אלקטרודות nanogap באמצעות nanoskiving, שהוא סוג של ליתוגרפיה קצה, היא טכניקה מהירה, פשוטה ורבת עוצמה. שיטה זו היא תהליך מכאני לחלוטין שאינו כולל את כל תמונה או צעדי יתוגרפיות קרן אלקטרונים ואינו דורש שום ציוד או תשתיות מיוחדים, כגון חדרים נקיים. Nanoskiving משמש לפברק nanogaps חשמלי למיעון עם שליטה על כל שלושת הממדים; הממד הקטן ביותר של מבנים אלה מוגדר על ידי עובי שכבת ההקרבה (אל או Ag) או monolayers עצמית התאספו. חוטים אלה יכולים להיות ממוקמים באופן ידני על ידי שהעביר אותם על טיפות מים, והם ישירות חשמליים-מיעון; לא יתוגרפיה נוספת נדרש כדי לחבר אותם לelectrometer.

הכנו מבני nanogap על ידי שילוב של שתי שכבות מתכתיות כהקרבת spacer: אלומיניום וכסף. אנו חרוטים שכבות אלה כדי להשיג פערים של עוביים הרצויים. כפי שתואר בסעיף הפרוטוקול, לאחר חתך שנחשפנו המבנים שמכילים כסף לפלזמת חמצן, ואלו המכילים אלומיניום לHCl המימית. איור 2 מראה סריק?...

Watch this Scientific Journal Video about Fabricating Nanogaps by Nanoskiving at JoVE.com

Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

הייצור של חשמל למיעון,-היבט יחס גבוה (&gt; 1000:1) nanowires המתכת מופרד בפערים של ננומטרים בודדים או באמצעות ההקרבה של שכבות אלומיניום וכסף או monolayers עצמית התאספו כתבניות מתואר. מבנים אלה nanogap מפוברקים בלי חדר נקי או כל תמונה או קרן האלקטרונים תהליכי יתוגרפיות על ידי צורה של הקצה המכונה ליתוגרפיה 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 ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

11.0K Views.  University of Groningen. הייצור של חשמל למיעון,-היבט יחס גבוה (> 1000:1) nanowires המתכת מופרד בפערים של ננומטרים בודדים או באמצעות ההקרבה של שכבות אלומיניום וכסף או monolayers עצמית התאספו כתבניות מתואר. מבנים אלה nanogap מפוברקים בלי חדר נקי או כל תמונה או קרן האלקטרונים תהליכי יתוגרפיות על ידי צורה ?...

Video: Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

Anticancer Metal Complexes: Synthesis and Cytotoxicity Evaluation by the MTT Assay

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; therefore their preparation should be conducted under an inert atmosphere. Evaluation of the anticancer activity of these complexes can be achieved by the MTT assay.
The MTT assay is a colorimetric viability assay based on enzymatic reduction of the MTT molecule to formazan when it is exposed to viable cells. The outcome of the reduction is a color change of the MTT molecule. Absorbance measurements relative to a control determine the percentage of remaining viable cancer cells following their treatment with varying concentrations of a tested compound, which is translated to the compound anticancer activity and its IC50 values. The MTT assay is widely common in cytotoxicity studies due to its accuracy, rapidity, and relative simplicity.
Herein we present a detailed protocol for the synthesis of air sensitive metal based drugs and cell viability measurements, including preparation of the cell plates, incubation of the compounds with the cells, viability measurements using the MTT assay, and determination of IC50 values.

A method for synthesis of air-sensitive titanium and vanadium anticancer agents is described, along with the evaluation of their cytotoxic activity towards human cancer cell line by the MTT Assay.

מכלולים נגד סרטן מתכת: סינתזה וCytotoxicity הערכה על ידי assay MTT

Titanium (IV) and vanadium (V) complexes are highly potent anticancer agents. A challenge in their synthesis refers to their hydrolytic instability; ...

Submillisecond Conformational Changes in Proteins Resolved by Photothermal Beam Deflection

Photothermal beam deflection together with photo-acoustic calorimetry and thermal grating belongs to the family of photothermal methods that monitor the time-profile volume and enthalpy changes of light induced conformational changes in proteins on microsecond to millisecond time-scales that are not accessible using traditional stop-flow instruments. In addition, since overall changes in volume and/or enthalpy are probed, these techniques can be applied to proteins and other biomacromolecules that lack a fluorophore and or a chromophore label. To monitor dynamics and energetics of structural changes associated with Ca2+ binding to calcium transducers, such neuronal calcium sensors, a caged calcium compound, DM-nitrophen, is employed to photo-trigger a fast (&#964; &#60; 20 &#956;sec) increase in free calcium concentration and the associated volume and enthalpy changes are probed using photothermal beam deflection technique.

Here we report an application of the photothermal beam deflection technique in combination with a caged calcium compound, DM-nitrophen, to monitor microsecond and millisecond dynamics and energetics of structural changes associated with the calcium association to a neuronal calcium sensor, Downstream Regulatory Element Antagonist Modulator.

שינויי קונפורמציה Submillisecond בחלבונים נפתר על ידי photothermal Beam הסטה

Photothermal beam deflection together with photo-acoustic calorimetry and thermal grating belongs to the family of photothermal methods that monitor the ...

Preparing Adherent Cells for X-ray Fluorescence Imaging by Chemical Fixation

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over large or small sample areas. It has been applied in many areas of science, including materials science, geoscience, studying works of cultural heritage, and in chemical biology. In the case of chemical biology, for example, visualizing the metal distributions within cells allows us to study both naturally-occurring metal ions in the cells, as well as exogenously-introduced metals such as drugs and nanoparticles. Due to the fully hydrated nature of nearly all biological samples, cryo-fixation followed by imaging under cryogenic temperature represents the ideal imaging modality currently available. However, under the circumstances that such a combination is not easily accessible or practical, aldehyde based chemical fixation remains useful and sometimes inevitable. This article describes in as much detail as possible in the preparation of adherent mammalian cells by chemical fixation for X-ray fluorescent imaging.

Here, we present a protocol on how to determine the quantity and distribution of metals in a sample using synchrotron X-ray fluorescence. We focus on adherent cells, and describe the chemical fixation method to prepare this sample. We then describe how to mount and image the sample using synchrotron X-rays.

הכנת תאים חסידים הדמיה הקרינה רנטגן על ידי קיבוע כימי

X-ray fluorescence imaging allows us to non-destructively measure the spatial distribution and concentration of multiple elements simultaneously over ...

Unraveling Entropic Rate Acceleration Induced by Solvent Dynamics in Membrane Enzymes

Enzyme catalysis evolved in an aqueous environment. The influence of solvent dynamics on catalysis is, however, currently poorly understood and usually neglected. The study of water dynamics in enzymes and the associated thermodynamical consequences is highly complex and has involved computer simulations, nuclear magnetic resonance (NMR) experiments, and calorimetry. Water tunnels that connect the active site with the surrounding solvent are key to solvent displacement and dynamics. The protocol herein allows for the engineering of these motifs for water transport, which affects specificity, activity and thermodynamics. By providing a biophysical framework founded on theory and experiments, the method presented herein can be used by researchers without previous expertise in computer modeling or biophysical chemistry. The method will advance our understanding of enzyme catalysis on the molecular level by measuring the enthalpic and entropic changes associated with catalysis by enzyme variants with obstructed water tunnels. The protocol can be used for the study of membrane-bound enzymes and other complex systems. This will enhance our understanding of the importance of solvent reorganization in catalysis as well as provide new catalytic strategies in protein design and engineering.

Channels for the transportation of water molecules in enzymes influence active site solvation and catalysis. Herein we present a protocol for the engineering of these additional catalytic motifs based on in silico computer modeling and experiments. This will enhance our understanding of the influence of solvent dynamics on enzyme catalysis.

האצת entropic דרג להתיר מושרה על ידי Dynamics מרכך בממברנה אנזימים

Enzyme catalysis evolved in an aqueous environment. The influence of solvent dynamics on catalysis is, however, currently poorly understood and usually ...

Sulfate Separation by Selective Crystallization with a Bis-iminoguanidinium Ligand

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, 1,4-benzene-bis(iminoguanidinium) (BBIG), is demonstrated. The ligand is synthesized as the chloride salt (BBIG-Cl) by in situ imine condensation of terephthalaldehyde with aminoguanidinium chloride in water, followed by crystallization as the sulfate salt (BBIG-SO4). Alternatively, BBIG-Cl is synthesized ex situ in larger scale from ethanol. The sulfate separation ability of the BBIG ligand is demonstrated by selective and quantitative crystallization of sulfate from seawater. The ligand can be recycled by neutralization of BBIG-SO4 with aqueous NaOH and crystallization of the neutral bis-iminoguanidine, which can be converted back into BBIG-Cl with aqueous HCl and reused in another separation cycle. Finally, 35S-labeled sulfate and &#946; liquid scintillation counting are employed for monitoring the sulfate concentration in solution. Overall, this protocol will instruct the user in the necessary skills to synthesize a ligand, employ it in the selective crystallization of sulfate from aqueous solutions, and quantify the separation efficiency.

A protocol for in situ aqueous synthesis of a bis(iminoguanidinium) ligand and its utilization in selective separation of sulfate is presented.

ההפרדה סולפט ידי סלקטיבי התגבשות עם ליגנד Bis-iminoguanidinium

A simple and effective method for selective sulfate separation from aqueous solutions by crystallization with a bis-guanidinium ligand, ...

Obtaining 3D Chemical Maps by Energy Filtered Transmission Electron Microscopy Tomography

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a nanometric scale. EFTEM tomography can separate chemical elements that are very difficult to distinguish using other imaging techniques. The experimental protocol described here shows how to create 3D chemical maps to understand the chemical distribution and morphology of a material. Sample preparation steps for data segmentation are presented. This protocol permits the 3D distribution analysis of chemical elements in a nanometric sample. However, it should be noted that currently, the 3D chemical maps can only be generated for samples that are not beam sensitive, since the recording of filtered images requires long exposure times to an intense electron beam. The protocol was applied to quantify the chemical distribution of the components of two different heterogeneous catalyst supports. In the first study, the chemical distribution of aluminum and titanium in titania-alumina supports was analyzed. The samples were prepared using the swing-pH method. In the second, the chemical distribution of aluminum and silicon in silica-alumina supports that were prepared using the sol-powder and mechanical mixture methods was examined.

This paper describes a protocol to achieve 3D chemical maps combining energy filtered imaging and electron tomography. The chemical distribution of two catalyst supports formed by elements that are difficult to distinguish by other imaging techniques was studied. Each application consists of mapping overlapped chemical elements - respectively spaced-ionization edges.

קבלת מפות תלת-ממדיות כימי על ידי אנרגיה מסונן הילוכים מיקרוסקופ אלקטרונים טומוגרפיה

Energy filtered transmission electron microscopy tomography (EFTEM tomography) can provide three-dimensional (3D) chemical maps of materials at a ...

DNA-magnetic Particle Binding Analysis by Dynamic and Electrophoretic Light Scattering

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the evaluation of DNA-magnetic particles binding via dynamic light scattering (DLS) and electrophoretic light scattering (ELS). Analysis by DLS provides valuable information on the physicochemical properties of particles including particle size, polydispersity, and zeta potential. The latter describes the surface charge of the particle which plays major role in electrostatic binding of materials such as DNA. Here, a comparative analysis exploits three chemical modifications of nanoparticles and microparticles and their effects on DNA binding and elution. Chemical modifications by branched polyethylenimine, tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane are investigated. Since DNA exhibits a negative charge, it is expected that zeta potential of particle surface will decrease upon binding of DNA. Forming of clusters should also affect particle size. In order to investigate the efficiency of these particles in isolation and elution of DNA, the particles are mixed with DNA in low pH (~6), high ionic strength and dehydration environment. Particles are washed on magnet and then DNA is eluted by Tris-HCl buffer (pH = 8). DNA copy number is estimated using quantitative polymerase chain reaction (PCR). Zeta potential, particle size, polydispersity and quantitative PCR data are evaluated and compared. DLS is an insightful and supporting method of analysis that adds a new perspective to the process of screening of particles for DNA isolation.

This protocol describes the synthesis of magnetic particles and evaluation of their DNA-binding properties via dynamic and electrophoretic light scattering. This method focuses on monitoring changes in particle size, their polydispersity and zeta potential of particle surface which play major role in binding of materials such as DNA.

חלקיקים מגנטיים-DNA מחייב ניתוח לפי פיזור אור דינאמי, Electrophoretic

Isolation of DNA using magnetic particles is a field of high importance in biotechnology and molecular biology research. This protocol describes the ...

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity and convenient colorimetric readout. However, high densities of nanoparticles are typically needed for detection. The available synthesis-based enhancement protocols are either limited to gold and silver nanoparticles or rely on precise enzymatic control and optimization. Here, we present a protocol to enhance the colorimetric readout of gold, silver, silica, and iron oxide nanoprobes. It was observed that the colorimetric signal can be improved by up to a 10000-fold factor. The basis for such signal enhancement strategies is the chemical reduction of Au3+ to Au0. There are several chemical reactions that enable the reduction of Au3+ to Au0. In the protocol, Good&#39;s buffers and H2O2 are used and it is possible to favor the deposition of Au0 onto the surface of existing nanoprobes, in detriment of the formation of new gold nanoparticles. The protocol consists of the incubation of the microarray with a solution consisting of chloroauric acid and H2O2 in 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid pH 6 buffer following the nanoprobe-based detection assay. The enhancement solution can be applied to paper and glass-based sensors. Moreover, it can be used in commercially available immunoassays as demonstrated by the application of the method to a commercial allergen microarray. The signal development requires less than 5 min of incubation with the enhancement solution and the readout can be assessed by naked eye or low-end image acquisition devices such as a table-top scanner or a digital camera.

Rapid Nanoprobe Signal Enhancement by In Situ Gold Nanoparticle Synthesis

In this work, a protocol for signal enhancement of nanoprobe-based biosensing is presented. The protocol is based on the reduction of chloroauric acid onto the surface of existing nanoprobes that consist of gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles.

שיפור האות Nanoprobe מהירה על ידי באתרו בתוך Nanoparticle זהב סינתזה

The use of nanoprobes such as gold, silver, silica or iron-oxide nanoparticles as detection reagents in bioanalytical assays can enable high sensitivity ...

Fabricating High-viscosity Droplets using Microfluidic Capillary Device with Phase-inversion Co-flow Structure

The generation of monodisperse droplets with high viscosity has always been a challenge in droplet microfluidics. Here, we demonstrate a phase-inversion co-flow device to generate uniform high-viscosity droplets in a low-viscosity fluid. The microfluidic capillary device has a common co-flow structure with its exit connecting to a wider tube. Elongated droplets of the low-viscosity fluid are first encapsulated by the high-viscosity fluid in the co-flow structure. As the elongated low-viscosity droplets flow through the exit, which is treated to be wetted by the low-viscosity fluid, phase inversion is then induced by the adhesion of the low viscosity droplets to the tip of the exit, which results in the subsequent inverse encapsulation of the high-viscosity fluid. The size of the resultant high-viscosity droplets can be adjusted by changing the flow rate ratio of the low-viscosity fluid to the high-viscosity fluid. We demonstrate several typical examples of the generation of high-viscosity droplets with a viscosity up to 11.9 Pas, such as glycerol, honey, starch, and polymer solution. The method provides a simple and straightforward approach to generate monodisperse high-viscosity droplets, which may be used in a variety of droplet-based applications, such as materials synthesis, drug delivery, cell assay, bioengineering, and food engineering.

A phase-inversion co-flow device is demonstrated to generate monodisperse high-viscosity droplets above 1 Pas, which is difficult to realize in droplet microfluidics.

בדיית טיפות צמיגות גבוהה באמצעות המכשיר נימי Microfluidic עם שלב-היפוך זרימה ושיתוף מבנה

The generation of monodisperse droplets with high viscosity has always been a challenge in droplet microfluidics. Here, we demonstrate a phase-inversion ...

A Rhodopsin Transport Assay by High-Content Imaging Analysis

Rhodopsin misfolding mutations lead to rod photoreceptor death that is manifested as autosomal dominant retinitis pigmentosa (RP), a progressive blinding disease that lacks effective treatment. We hypothesize that the cytotoxicity of the misfolded rhodopsin mutant can be alleviated by pharmacologically stabilizing the mutant rhodopsin protein. The P23H mutation, among the other Class II rhodopsin mutations, encodes a structurally unstable rhodopsin mutant protein that is accumulated in the endoplasmic reticulum (ER), whereas the wild type rhodopsin is transported to the plasma membrane in mammalian cells. We previously performed a luminescence-based high-throughput screen (HTS) and identified a group of pharmacological chaperones that rescued the transport of the P23H rhodopsin from ER to the plasma membrane. Here, using an immunostaining method followed by a high-content imaging analysis, we quantified the mutant rhodopsin protein amount in the whole cell and on the plasma membrane. This method is informative and effective to identify true hits from false positives following HTS. Additionally, the high-content image analysis enabled us to quantify multiple parameters from a single experiment to evaluate the pharmacological properties of each compound. Using this assay, we analyzed the effect of 11 different compounds towards six RP associated rhodopsin mutants, obtaining a 2-D pharmacological profile for a quantitative and qualitative understanding about the structural stability of these rhodopsin mutants and efficacy of different compounds towards these mutants.

Here, we described a high-content imaging method to quantify the transport of rhodopsin mutants associated with retinitis pigmentosa. A multiple-wavelength scoring analysis was used to quantify rhodopsin protein on the cell surface or in the whole cell.

וזמינותו תחבורה אופסין # רודופסין על ידי ניתוח גבוהה-תוכן הדמיה

Rhodopsin misfolding mutations lead to rod photoreceptor death that is manifested as autosomal dominant retinitis pigmentosa (RP), a progressive blinding ...