המחברים רוצים להכיר אנשים בחטיבת Quantum האלקטרוניקה ופוטוניקה של המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה בבולדר, קולורדו לסיוע שלהם.

NWS גן המשמש בניסויים אלה גדלו על ידי epitaxy ללא זרז מולקולרי קורה (MBE) על Si (111) מצעים 9. הנוהל הכללי להכנת ההשעיה NW מהמצע עם NWS כבוגר מודגם באיור 1. 1. הכנת ההשעיה Nanowire <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב חתיכה (&lt;5 מ&quot;מ x 5 מ&quot;מ) קטנה של NWS כ- גדל על המצע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא בקבוקון קטן עם כתרים על 1 מיליליטר של isopropanol (IPA). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את פיסה ביקע לתוך הבקבוקון, לסגור את המכסה וsonicate כ 30 שניות על מנת להסיר NWS מהמצע. ברגע שמוכן, ההשעיה NW נשארת קיימא במשך תקופה ארוכה של זמן. </li></ol> 2. הכנת מצע מצעים בשימוש הם מסוממים בכבדות (ρ ~ 0.001-.005 Ω-סנטימטר) 3 אינץ Si ופלים עם 200 ננומטר של SiO תרמית שגודל 2 בשני הצדדים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם eleקשר ctrical למצע סיליקון הוא רצוי, לחרוט את תחמוצת מהישבן של פרוסות סיליקון באמצעות חרט ורי עם התנאים, O זרימה 2 = 20 SCCM, 3 CHF זרימה = 50 SCCM, -240 V הטיה, 120 W לבא 20 דקות. צעד זה גם עוזר למנוע טעינה של הדגימה במיקרוסקופ אלקטרונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר לחרוט תחמוצת, רקיק נקי על ידי submersing זה עם פנים כלפי מטה באמצעות בעל חצובה לתוך מבחנה 1,000 מיליליטר עם של אצטון ~ 100 מיליליטר למשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר רקיק מאצטון ומייד לשטוף את שני הצדדים של פרוסות סיליקון באמצעות בקבוק להשפריץ של IPA מעל כוס ריקה 1,000 מיליליטר, אשר תשמש לפסולת ממס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 2 באמצעות IPA. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3 שטיפת רקיק עם H 2 O deionized מעל כוס פסולת הממס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 2 באמצעות H deionized 2 O. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכה יבשה רקיק תוך שימוש בחנקן יבש דחוס 2. </li></ol> 3. Nanowire פיזור <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב הנקי wafer ל -4 רבעים שווים. כל רבעון יש 3 דפוסי קשר שהופקדו עליו בתחומים הכלליים שמוצגים באיורי 2 א ו-B. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Sonicate הבקבוקון של ההשעיה NW לפני מחלק על מנת לקבל ריכוז NW אחיד בהשעיה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את micropipette לגודל הרצוי הטיפה (3-30 μl) ולצייר את ההשעיה NW מהבקבוקון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח פיסת מצע (¼ רקיק) שישמש לפיזור ולוודא שהוא ברמה, כך שהשעית NW אינה מעבירה משם לקצוות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר על ההשעיה NW על גבי המשטח הקדמי (חמצון) של מצע Si באזור הכללי שבו דפוס הקשר יופקד. אם תרצה, טיפות נוספות הפקדה של ההשעיה NW באותו האזור, לאחר הממס מהירידה הקודמת התאדו לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 3.4 ל2 אזורים האחרים שבם דפוס קשר יהיה. לא לוותר על ההשעיה NW מיותרמאשר להפעיל צמיחת 1 על פיסת מצע יחידה (רקיק ¼) על מנת למנוע זיהום לחצות. הפיזור של ההשעיה NW על גבי המצע בא לידי ביטוי בדמויות 2C ו-D. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הירידה הסופית של ההשעיה NW התנדפה, הנח את פני המדגם למטה בבעל החצובה ובעדינות לטבול באמבטיות רצופות של אצטון וisopropanol כדי להסיר זיהומים לא רצויים. יש לשטוף בH deionized 2 O, ומכה יבשה בN 2. אין להשתמש בבקבוקי לחיצים או sonicate הממס במהלך תהליך ניקוי זה כדי להימנע מהסרה עודפת של NWS מפני השטח. </li></ol> 4. Photolithography של תבנית לתקשר השתמש בטכניקות photolithographic סטנדרטיות כדי ליצור דפוס הקשר בחדר נקי עם תנאי סביבה של ~ 20 ° C ו ~ 40% לחות יחסית. עוצמת מסכת aligner (שלב 4.6), משך החשיפה (שלב 4.8) ולפתח זמן (שלב 4.9) תהיה ציוד תלויnd צריך להיות מותאם כדי לייצר הגדרת דפוס מקסימלית עם (שרה&quot;ט) המראה-להתנגד לערער של כ 0.5 מיקרומטר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין המראה להתנגד על מדגם באמצעות מתכון צעד שניים (1) 300 סל&quot;ד 10 שניות (2) 2,000 סל&quot;ד 45 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מדגם על פלטה חשמלית לאפות במשך 5 דקות ב150-170 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את המדגם ולאפשר להתקרר במשך 30 שניות ולאחר מכן לסובב על photoresist באמצעות מתכון צעד שניים (1) 1,000 סל&quot;ד במשך 3 שניות (2) בסל&quot;ד 5,000 ל45 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח מדגם על פלטה חשמלית לאפות 1 דקות ב115 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר לדוגמה כדי לקרר דקות 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכייל aligner מסכה לעוצמת אור של ~ 1.90 mW / 2 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען מדגם לתוך aligner מסכה, עם המסכה המתאימה לדפוס המגע המותקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תביא דוגמא במגע עם מסכה ולחשוף את המדגם עבור 24 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפתח photoresist ידי מתערבל מדגם בכוס של יזם ל21 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף עם H 2 O deionized ומכה יבש wה-i N 2. </li></ol> 5. לדוגמא לפני טיפול לפני מתכת הפקדת לפני טעינת הדגימות לתוך מאייד אלומת אלקטרונים לתצהיר מתכת, לתת רקיק בדוגמת טיפול UV אוזון וHCl: H 2 O אמבטיה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות עומס למחולל אוזון UV עבור 10 דקות עם O 2 קצב זרימה גבוה במיוחד-טוהר 80 SCCM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר טיפול באוזון UV, דגימות מקום בHCl: פתרון H 2 O (1:10) 1 דקות בטמפרטורת חדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את דגימות עם H 2 O deionized ומכה יבש בעדינות עם N 2. </li></ol> 6. קרן אלקטרונים אידוי של מתכות לתקשר <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר טיפול מקדים, הר הדגימות לplaten באמצעות ברגים וסרטונים וplaten המאובטח במאייד הקרן האלקטרוני. ודא כי Ni המספיק וAu זמינים לתצהיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב את חדר עד שהלחץ הוא מתחת 1.3 x 10 -3 P(μTorr 1) (ייתכן שיש צורך לשאוב לילה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת מתח גבוה ל10 ק ולהתחיל סיבוב של דגימות ב5 סל&quot;ד. תריס בטוח להפוך סגור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את כור היתוך Ni ולהזין פרמטרים לניקל לצג שיעור גביש. פיקדון 50 ננומטר (500 Å) של ניקל בקצב תצהיר של ~ 0.1 ננומטר / s. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שמקור Ni התקרר במידה מספקת (~ 15 דקות), לעבור לכור היתוך Au, לשנות את הפרמטרים לאלו של Au, והפקדת 100 ננומטר (1,000 Å) של Au בקצב תצהיר של ~ 0.1 ננומטר / sec. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע שכור היתוך Au התקרר (10 דקות ~), לפרוק את החדר ולפרוק platen מדגם. אם אינך בטוח של עובי מתכת, השתמש profilometer כדי לקבוע את עובי ניקל / Au. </li></ol> 7. מתכת לתקשר המראה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר דגימות מplaten ומניח באמבט חשפנית photoresist בטמפרטורת חדר לכמה שעות כדי להרים את המתכת שהונחה על photoresist. אם תרצה, להעלות את טמפרטורת האמבטיה כדי סביב 50-60 מעלות צלזיוס לacceleשיעור המראה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם המתכת לא יורדת לגמרי, להשתמש בבקבוק שפריץ של מסיר PG כדי להסיר בכוח המתכת רצויה שנותרה מעל פני השטח. אל sonicate המדגם, כי זה יכול לגרום לnanowires להשתחרר מהמתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשטוף את PG מסיר ממדגם עם IPA לתוך כוס פסולת ממס ולמקם את המדגם לתוך מבחנה של IPA הנקי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב 7.3 באמצעות H 2 O deionized ואז לפוצץ יבש המדגם באמצעות N 2. </li></ol> 8. לחשל לתקשר מכשירי בדיקה לפני המגע לחשל על מנת להשוות אלה עם מכשירי annealed. לבצע את הקשר לחשל של סרטי ניקל / Au באמצעות annealer מהיר תרמית (להרכבה עצמית) עם N-Ultra High-טוהר 2 / O 2 (3:1) כגז בתהליך. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה לפחות 24 שעות לאחר הסרת מגע מתכת לפני דגימות חישול, על מנת להבטיח את מגעים המתכת שהגיעו לשיווי משקל לאחר בתצהיר. </li><li&gt; טהר להרכבה עצמית על ידי הפעלת N 2 / O 2 בטמפרטורה של 650 מעלות צלזיוס למשך 5 דקות ללא כל דגימות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות עומס ולהתאים את קצב זרימה של N 2 / O 2-1.4 SLPM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגימות לחשל ב-C ° 550 10 דקות. שיעור רמפת הטמפרטורה היה ~ 500 ° C / min. </li></ol> 9. הסרת ניקל / Au קולנוע מאז סילוקו של סרט ניקל / Au הוא תהליך הרסני, התקנים הם בדרך כלל צילמו ונבדקו לפני הצעד הזה. ההליך להסרת סרט ניקל / Au מתואר באיור 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה לפחות 24 שעות לאחר לחשל מגע לפני הסרת סרט ניקל / Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב חתיכת המדגם מהאזור של עניין. גודל בטוח להפוך של מדגם גדול מספיק על מנת לתפוס את הקצוות עם פינצטה בלי לגעת באזור של עניין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Secure בדל פינים SEM הר בבעל כזה שהר ניתן להעביר או נלקח החוצה בקלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים פיסת גדירת onductive פחמן קלטת על גבי משטח ההר. חתיכת סרט פחמן צריכה להיות גדולה יותר מהשטח של הסרט שהוא שיש להסירו. כרטיסיית פחמן מוליך שהוא בגודל המדויק של שטח ההר עובדת טוב מאוד עבור יישום זה. להחיל את קלטת פחמן או כרטיסייה למשטח ההר לאט ובזהירות כדי להבטיח שהשטח הוא חלק ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הסרת הגיבוי של הקלטת, באמצעות אצבע, לחץ בחוזקה על הקלטת כך שהוא דבק בחוזקה על פני השטח ההר. זה מאוד חשוב כדי שהקלטת לא יורדת עם המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח פיסת מדגם ביקע ועדינות להניח את השטח של עניין ישירות על גבי קלטת פחמן בשולי ההר, כך שהאזור של המדגם ששימש לטיפול עם פינצטה נשמט מ( איור 3 א) קצה. ברגע שהמדגם הושם על גבי קלטת, לא להסיר אותו למיקום מחדש על מנת להימנע מלהרוס את סרט ניקל / Au. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחץ כלפי מטה על תקיפותלחלק האחורי של המדגם באמצעות מלקחיים (איור 3 ב). יש להיזהר שלא ללחוץ חזק מדי על המדגם סביב הר קצוות, כי זה יכול לגרום למדגם לשבור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להסיר את המצע, לקחת סכין גילוח נקי או אזמל ועדינות לנדנד אותו בין המצע ואת הקלטת בשולי הדגימה (איור 3 ג). לחזור על תהליך זה בזהירות, ודחק את סכין הגילוח עוד קצת בכל פעם עד שהמצע יכול בקלות להיות קילף ידי תופס אותו עם פינצטה. שימוש בכוח רב מדי יכול לשבור את המדגם. כדי לשמור את הסרט מיורד עם מצע, הנח זוג מלקחיים או בדיקה על השטח של הקלטת שנמצאה בסמוך למצע כאשר חטטניות את המצע (איור 3 ג). סרט ניקל / Au annealed צריך להישאר דבק בקלטת (איור 3D). בממוצע, צעד זה ייקח בערך 1 דקות כדי להשלים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תמונת סרט ניקל / Au הוסר החדש באמצעות SEM בהקדם האפשרי כל כךים כדי לבחון את הממשק שנחשף מחדש את הסרט לפני שהוא הופך להיות מזוהם. </li></ol>

<ol>
	<li>Lu, W., Lieber, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Semiconductor+nanowires.">Semiconductor nanowires.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 39, R387-R406 (2006).</li><li>Mater Res, A. n. n. u. R. e. v. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 34, 83-122 (2004).</li><li>Pettersen, S. V., Grande, A. 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=Formation+and+electronic+properties+of+oxygen+annealed+Au/Ni+and+Pt/Ni+contacts+to+p-type.">Formation and electronic properties of oxygen annealed Au/Ni and Pt/Ni contacts to p-type.</a> 22, 186-193 (2007).</li><li>Chen, L. C., Ho, J. K., 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=The+Effect+of+Heat+Treatment+on+Ni/Au+Ohmic+Contacts+to+p-Type.">The Effect of Heat Treatment on Ni/Au Ohmic Contacts to p-Type.</a> 176, 773-777 (1999).</li><li>Liday, 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=Investigation+of+NiOx-based+contacts+on+p-GaN.">Investigation of NiOx-based contacts on p-GaN.</a> J. Mater. Sci. Mater. Electron. 19, 855-862 (2008).</li><li>Narayan, J., Wang, H., Oh, T. H., Choi, H. K., Fan, J. C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+epitaxial+Au/Ni/Au+ohmic+contacts+to+p-GaN.">Formation of epitaxial Au/Ni/Au ohmic contacts to p-GaN.</a> Appl. Phys. Lett. 81 (21), 3978-3980 (2002).</li><li>Ho, J. K., Jong, C. 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=Low-resistance+ohmic+contacts+to+p-type+GaN+achieved+by+the+oxidation+of+Ni/Au+films.">Low-resistance ohmic contacts to p-type GaN achieved by the oxidation of Ni/Au films.</a> J. Appl. Phys. Lett. 86 (8), 4491-4497 (1999).</li><li>Herrero, A. M., Blanchard, 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=Microstructure+evolution+and+development+of+annealed+Ni/Au+contacts+to+GaN+nanowires.">Microstructure evolution and development of annealed Ni/Au contacts to GaN nanowires.</a> Nanotechnology. 23 (36), 5203.1-5203.10 (2012).</li><li>Bertness, K. A., Roshko, A., Sanford, N. A., Barker, J. M., Davydov, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spontaneously+grown+GaN+and+AlGaN+nanowires.">Spontaneously grown GaN and AlGaN nanowires.</a> J. Crystal Growth. 287, 522-527 (2006).</li><li>Herrero, A. M., Bertness, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+Dispersion+and+Surface+Pretreatment+for+Single+GaN+Nanowire+Devices.">Optimization of Dispersion and Surface Pretreatment for Single GaN Nanowire Devices.</a> J. Vac. Sci. Tech. B. 30 (6), 2201.1-2201.5 (2012).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

הטכניקה שהוצגה מאפשרת ניתוח של קשר / המצע ומייקרו קשר / NW של מכשירי NW אחת. היתרונות העיקריים של שיטה זו הם העלות הנמוכה שלה ופשטות. היא מאפשרת ניתוח איכותי וכמותי של קשר הממשק בקנה מידה גדול עם המצע כמו גם בקנה מידת submicrometer עם NWS הבודד. השימוש בקלטת פחמן להסרת הסרט וספחי ?...

מכשירים היחיד NW נעשים על ידי פיזור השעיה NW על גבי מצע מבודד ויוצרים קשר כריות על המצע באמצעות photolithography הקונבנציונלי ותצהיר מתכת, מה שגורם מכשירי שני מסוף נוצרו באופן אקראי. SiO 2 סרט עבה על פרוסות סיליקון Si משמש בדרך כלל כמצע בידוד 1,2. למתכות שהופקדו על פני השטח SiO 2, בעיה נפוצה הנובעת מטיפול בחום היא התופעה של היווצרות חלל ב/ SiO 2 ממשק המתכת. בנוסף לפיצוח וdelamination של סרט המתכת, היווצרות חלל זה יכול להשפיע לרעה על ביצועי מכשיר מגידול בהתנגדות שנגרם על ידי הפחתה של שטח המגע. קשר ניקל / Au מתחמצן בN 2 / O 2 אטמוספרות הוא תכנית הקשר הדומיננטית תחול על p-גן 3-7. במהלך טיפול בחום בN 2 / O 2, Ni מפזר על פני השטח כדי ליצור NIO וAu מתמוסס אלפני מצע. בעבודה זו, היווצרות חלל מוגזמת ב2 ממשקי המגע / NW וקשר / SiO הוצגה להתרחש במהלך חישול של אנשי קשר של ניקל / Au לNWS על SiO 2 8. המורפולוגיה של סרט ניקל / Au annealed פני השטח, לעומת זאת, אינה מצביעה על קיומם של חללים או המידה שבה להיווצרות החלל התרחשה. כדי לטפל בבעיה זו, פיתחנו טכניקה להסרת של אנשי קשר של ניקל / Au וגן NWS מSiO 2 / Si מצעים על מנת לנתח את הממשק של המגע עם המצע וNWS. טכניקה זו יכולה לשמש להסרת כל מבנה קשר שיש הידבקות עניות למצע. סרטי ניקל / Au עם NWS גן שגלום בו יוסרו מן המצע SiO 2 עם קלטת פחמן. קלטת פחמן דבקה סיכה סטנדרטית לעלות לאפיון על ידי שימוש במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), יחד עם כמה כלים אחרים. הנוהל מפורט לfabrication של התקני גן NW אחת וניתוח של מורפולוגיה ממשק אנשי הקשר שלהם מתוארים.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>REAGENTS and MATERIALS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lift-off resist</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>LOR 5A</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist</td>
			<td>Shipley</td>
			<td>1813</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Developer</td>
			<td>Rohm and Haas Electronic Materials</td>
			<td>MF CD-26</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photoresist stripper</td>
			<td>MicroChem</td>
			<td>Nano Remover PG</td>
			<td>Varies according to application</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ni source</td>
			<td>International Advanced Materials</td>
			<td>99.999% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Au source</td>
			<td>International Advanced Materials</td>
			<td>99.999% purity</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SiO2/Si wafers</td>
			<td>Silicon Valley Microelectronics</td>
			<td>3-inch &#60;100&#62; N/As 0.001-0.005 Ohm-cm, 200 nm thermal oxide</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon tape</td>
			<td>SPI Supplies</td>
			<td>5072, 8 mm wide</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Solvents are standard semiconductor or research grade. Vendor is not important for the experimental outcome.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Reactive ion etch gases and thermal annealing gases are high purity grade. Vendor is not important for the experimental outcome.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>EQUIPMENT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic cleaner</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>EW-08849-00</td>
			<td>Low power</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette</td>
			<td>Rainin</td>
			<td>PR-200</td>
			<td>Metered, disposal tips</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reactive ion etcher</td>
			<td>SemiGroup</td>
			<td>RIE 1000 TP</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mask aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB3</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV ozone cleaner</td>
			<td>Jelight</td>
			<td>Model 42</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam evaporator</td>
			<td>CVC</td>
			<td>SC-6000</td>
			<td>Other vendors also used with different process parameters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>* Manufacturers and product names are given solely for completeness. These specific citations neither constitute an endorsement of the product by NIST nor imply that similar products from other companies would be less suitable.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of contact interfaces for single gan nanowire devices

מכשירי nanowire גן יחיד (NW) מפוברקים על SiO 2 יכולים תערוכת השפלה חזקה לאחר חישול עקב ההתרחשות של היווצרות חלל במגע / SiO 2 ממשק. היווצרות חלל זה יכול לגרום לפיצוח וdelamination של סרט המתכת, אשר יכול להגביר את ההתנגדות או להוביל לכישלון של מכשיר NW מלא. על מנת לטפל בבעיות הקשורות להיווצרות חלל, טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצעים, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של התקני גן NW אחת. הליך זה קובע את מידת ההידבקות של קשר הסרטים למצע וNWS ומאפשר האפיון של המורפולוגיה וההרכב של קשר הממשק עם המצע וnanowires. טכניקה זו שימושית גם להערכת כמות הזיהום שיורית שנותרה מהשעית NWnd מתהליכי photolithographic על פני השטח NW-SiO 2 לפני בתצהיר מתכת. הצעדים מפורטים של הליך זה מוצגים להסרת אנשי קשר ניקל / Au annealed לNWS גן מסומם-Mg במצע SiO 2.

דוגמא לניתוח SEM על סרטי ניקל / Au annealed הוסרו ממצע SiO 2 באמצעות קלטת פחמן מוצגת באיור 4. פני השטח של מגע ניקל / Au לפני ההסרה מוצג באיור 4 א. התחתון של אותו האזור של שסרט ניקל / Au מסוים לאחר ההסרה מוצגת באיור 4. השוואה של פני השטח ומורפולוגיה התח?...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices at JoVE.com

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצע שלהם, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של מכשירי nanowire גן אחד.

ניתוח של ממשקי מגע עבור יחיד התקני Nanowire גן

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

analysis-of-contact-interfaces-for-single-gan-nanowire-devices

Research

JoVE Journal

Engineering

9.3K Views.  National Institute of Standards and Technology.  טכניקה פותחה שמסירה סרטי מגע מתכת ניקל / Au מהמצע שלהם, כדי לאפשר בדיקה ואפיון של הקשר / מצע וממשקי המגע / NW של מכשירי nanowire גן אחד. 

Video: Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

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 ...

Thermal Measurement Techniques in Analytical Microfluidic Devices

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. Micromachining techniques allow reduction of the thermal mass of fabricated structures and introduce the possibility to perform high sensitivity thermal measurements in the micro-scale and nano-scale devices. Combining thermal measurement techniques with microfluidic devices allows performing different analytical measurements with low sample consumption and reduced measurement time by integrating the miniaturized system on a single chip. The procedures of thermal measurement techniques for particle detection, material characterization, and chemical detection are introduced in this paper.

Here, we present three protocols for thermal measurements in microfluidic devices.

טכניקות מדידת תרמית במכשירי microfluidic אנליטי

Thermal measurement techniques have been used for many applications such as thermal characterization of materials and chemical reaction detection. ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. Conventionally reserved for the fabrication of metal thin films, thermal evaporation deposits bismuth into an array of vertical single crystalline nanowires over a flat thin film of vanadium held at RT, which is freshly deposited by magnetron sputtering or thermal evaporation. By controlling the temperature of the growth substrate the length and width of the nanowires can be tuned over a wide range. Responsible for this novel technique is a previously unknown nanowire growth mechanism that roots in the mild porosity of the vanadium thin film. Infiltrated into the vanadium pores, the bismuth domains (~ 1 nm) carry excessive surface energy that suppresses their melting point and continuously expels them out of the vanadium matrix to form nanowires. This discovery demonstrates the feasibility of scalable vapor phase synthesis of high purity nanomaterials without using any catalysts.

A protocol for seedless and high yield growth of bismuth nanowire arrays through vacuum thermal evaporation technique is presented.

צמיחה ללא גרעינים של מערך ביסמוט Nanowire באמצעות אידוי תרמי אבק

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

Solvent Bonding for Fabrication of PMMA and COP Microfluidic Devices

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each thermoplastic of interest. Solvent bonding is a simple and versatile method that can be used to fabricate devices from a variety of plastics. An appropriate solvent is added between two device layers to be bonded, and heat and pressure are applied to the device to facilitate the bonding. By using an appropriate combination of solvent, plastic, heat, and pressure, the device can be sealed with a high quality bond, characterized as having high bond coverage, bond strength, optical clarity, durability over time, and low deformation or damage to microfeature geometry. We describe the procedure for bonding devices made from two popular thermoplastics, poly(methyl-methacrylate) (PMMA), and cyclo-olefin polymer (COP), as well as a variety of methods to characterize the quality of the resulting bonds, and strategies to troubleshoot low quality bonds. These methods can be used to develop new solvent bonding protocols for other plastic-solvent systems.

Solvent bonding is a simple and versatile method for fabricating thermoplastic microfluidic devices with high quality bonds. We describe a protocol to achieve strong, optically clear bonds in PMMA and COP microfluidic devices that preserve microfeature details, by a judicious combination of pressure, temperature, an appropriate solvent, and device geometry.

מליטה מרככת עבור ייצור של PMMA ו COP מכשירי microfluidic

Thermoplastic microfluidic devices offer many advantages over those made from silicone elastomers, but bonding procedures must be developed for each ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light scattering from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles. This protocol describes the SLSP platform and how it employs a 360&#176; rotational photodetector sensor that is scanned around an IOL sample while recording the intensity and location of scattered light as it passes through the IOL medium. The SLSP platform can be used to predict, non-clinically, the propensity for current and novel IOL designs and materials to induce light scatter. Non-clinical evaluation of light scattering properties of IOLs can significantly reduce the number of patient complaints related to unwanted glare, glistening, optical defects, poor image quality, and other phenomena associated with the unintended light scattering. Future studies should be conducted to correlate SLSP data with clinical results to help identify which measured light scatter is most problematic for patients that have undergone cataract surgery subsequent to IOL implantation.

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

This protocol describes the scanning light scattering profiler (SLSP) that enables the full-angle quantitative evaluation of forward and backward scattering of light from intraocular lenses (IOLs) using goniophotometer principles.

סריקה אור מפזר Profiler (SLPS) מתודולוגיה מבוססת כדי להעריך כמותית קדימה ואחורה אור פיזור מ עדשות עדשות

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

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

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

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 ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for applications in two-dimensional nanoelectronics devices. Although many methods to synthesize SnSe nanocrystals have been developed, a simple way to fabricate large-sized single-layer SnSe flakes remains a great challenge. Herein, we show the experimental method to directly grow large-sized single-layer rectangular SnSe flakes on commonly used SiO2/Si insulating substrates using a straightforward two-step fabrication method in an atmospheric pressure quartz tube furnace system. The single-layer rectangular SnSe flakes with an average thickness of ~6.8 &#197; and lateral dimensions of about 30 &#181;m &#215; 50 &#181;m were fabricated by a combination of vapor transport deposition technique and nitrogen etching route. We characterized the morphology, microstructure, and electrical properties of the rectangular SnSe flakes and obtained excellent crystallinity and good electronic properties. This article about the two-step fabrication method can help researchers grow other similar two-dimensional, large-sized, single-layer materials using an atmospheric pressure system.

A protocol is presented demonstrating a two-step fabrication technique to grow large-sized single-layer rectangular shaped SnSe flakes on low-cost SiO2/Si dielectrics wafers in an atmospheric pressure quartz tube furnace system.

לחץ אטמוספירי ייצור של פתיתי בשכבה יחידה מדוד גדול מלבני SnSe

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Fabrication of Refractive-index-matched Devices for Biomedical Microfluidics

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices can be implemented as part of a robust platform capable of making simultaneous complementary measurements. The primary challenge created by the combination of these two techniques is the mismatch in refractive index between the materials traditionally used to make microfluidic devices and the aqueous solutions typically used in biomedicine. This mismatch can create optical artifacts near the channel or device edges. One solution is to reduce the refractive index of the material used to fabricate the device by using a fluorinated polymer such as MY133-V2000 whose refractive index is similar to that of water (n = 1.33). Here, the construction of a microfluidic device made out of MY133-V2000 using soft lithography techniques is demonstrated, using O2 plasma in conjunction with an acrylic holder to increase the adhesion between the MY133-V2000 fabricated device and the polydimethylsiloxane (PDMS) substrate. The device is then tested by incubating it filled with cell culture media for 24 h to demonstrate the ability of the device to maintain cell culture conditions during the course of a typical imaging experiment. Finally, quantitative phase microscopy (QPM) is used to measure the distribution of mass within the live adherent cells in the microchannel. This way, the increased precision, enabled by fabricating the device from a low index of refraction polymer such as MY133-V2000 in lieu of traditional soft lithography materials such as PDMS, is demonstrated. Overall, this approach for fabricating microfluidic devices can be readily integrated into existing soft lithography workflows in order to reduce optical artifacts and increase measurement precision.

This protocol describes the fabrication of microfluidic devices from MY133-V2000 to eliminate artifacts that often arise in microchannels due to the mismatching refractive indices between microchannel structures and an aqueous solution. This protocol uses an acrylic holder to compress the encapsulated device, improving adhesion both chemically and mechanically.

ייצור של התקנים השבירה-אינדקס-מתאימים עבור מיקרופלואידיקה ביו

The use of microfluidic devices has emerged as a defining tool for biomedical applications. When combined with modern microscopy techniques, these devices ...

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes normally result in very poor cell performance. Embedding or sandwiching silver nanowires using moderately conductive transparent materials, such as indium tin oxide or zinc oxide, can improve cell performance. However, the solution-processed matrix layers can cause a significant number of interfacial defects between transparent electrodes and the CdS buffer, which can eventually result in low cell performance. This manuscript describes how to fabricate robust electrical contact between a silver nanowire electrode and the underlying CdS buffer layer in a Cu(In,Ga)Se2 solar cell, enabling high cell performance using matrix-free silver nanowire transparent electrodes. The matrix-free silver nanowire electrode fabricated by our method proves that the charge-carrier collection capability of silver nanowire electrode-based cells is as good as that of standard cells with sputtered ZnO:Al/i-ZnO as long as the silver nanowires and CdS have high-quality electrical contact. The high-quality electrical contact was achieved by depositing an additional CdS layer as thin as 10 nm onto the silver nanowire surface.

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in CuIn,GaSe2 Thin-film Solar Cells

In this protocol, we describe the detailed experimental procedure for the fabrication of a robust nanoscale contact between a silver nanowire network and CdS buffer layer in a CIGS thin-film solar cell.

הייצור של הקשר ננו בקנה מידה חזק בין אלקטרודות כסף ננו ושכבת מאגר תקליטורים Cu (ב, Ga) Se2 דק-סרט תאים סולריים

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

Crack Monitoring in Resonance Fatigue Testing of Welded Specimens Using Digital Image Correlation

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It is intended as a practical and reproducible procedure to identify macroscopic cracks at an early stage and monitor crack propagation during fatigue tests. It consists of strain field measurements at the weld using DIC. Images are taken at fixed load cycle intervals. Cracks become visible in the computed strain field as elevated strains. This way, the whole width of a small-scale specimen can be monitored to detect where and when a crack initiates. Subsequently, it is possible to monitor the development of the crack length. Because the resulting images are saved, the results are verifiable and comparable. The procedure is limited to cracks initiating at the surface and is intended for fatigue tests under laboratory conditions. By visualizing the crack, the presented procedure allows direct observation of macrocracks from their formation until rupture of the specimen.

Digital image correlation is used in fatigue tests on a resonance testing machine to detect macroscopic cracks and monitor crack propagation in welded specimens. Cracks on the specimen surface become visible as increased strains.

לפצח ניטור בדיקת עייפות התהודה של דגימות מרותך באמצעות מתאם תמונה דיגיטלית

A procedure using digital image correlation (DIC) to detect cracks on welded specimens during fatigue tests on resonance testing machines is presented. It ...