이 작품은 아니요 국가 과학 위원회, 계약에 따라 대만 의해 지원 되었다 대부분 105-2112-M-003-016-MY3입니다. 이 작품 또한 일부 국가 나노 장치 실험실 및 전기 공학의 국립 대만 대학에서 전자 빔 실험실에 의해 지원 되었다.

1. 2D 준 heterojunction 트랜지스터 제조 공정
<ol><li>상업적인 c-면 사파이어를 준비 합니다.<ol>
<li>모든 단일 측면 세련 된 사파이어 (2 인치) 아세톤으로 세척.</li>
		<li>사파이어 기판을 이소프로필 알코올로 헹 구 십시오.</li>
	</ol></li>
	<li>MoS2 핫 벽 용광로에서 증 착을 사용 하 여 사파이어 기판에 성장.<ol>
<li>장소는 석 영 보트에 몰 리브 덴 삼산화 (무3) 가루 0.6 g 난방에 있는 용광로의 지역 센터. 넣어 사파이어 기판 하류 옆에 무3 분말을 포함 하는 석 영 보트.</li>
		<li>용광로의 업스트림 측에 별도 석 영 보트에 유황 (S) 가루를 준비 합니다. 반응 동안에 190 ° C의 온도 유지 합니다.</li>
		<li>아르곤을 사용 하 여 (Ar = 70 sccm, 40 Torr) 가스 흐름을 750 ° c 센터 영역을가 열 하는 동안 사파이어 기판에 S 및 무3 증기를가지고</li>
		<li>15 분 동안 750 ° C의 원하는 성장 온도 도달 후 난방 영역을 유지 하 고 자연스럽 게 실내 온도에 진정.</li>
	</ol></li>
	<li>EBL 수행 합니다. 참고: 얇은 Au 약 5 nm 사파이어 기판에 모든 EBL 프로세스 동안 방전에 대 한 스퍼터 링에 의해 예금 되었다<ol>
<li>식별, 광학 현미경, MoS2 단층 조각 관찰 하는 영역을 사용 하 여 다음 디자인 소프트웨어 (AutoCAD)를 사용 하 여 그 특정 지역에 대 한 스트라이프 패턴 레이아웃을 디자인 합니다.</li>
		<li>스핀 코트 감광 제 (PR), 예를 들면 polymethyl 메타 크리 레이트 (PMMA) 또는 60 2000 rpm에서 샘플 위에 P015 s (실내 온도). 홍보 스핀 코팅 후 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 1.3.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 선 두께 1 μ m 보다 좁은 전자 빔의 이상적인 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플에 사후 노출 빵 (PEB) 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 하거나 수산화 (TMAH) 2.38%를 사용 합니다. 샘플 10 이온 물 200 mL와 함께 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol></li>
	<li>30 50 W 산소 (O2) 플라즈마 에칭 (1세인트 에칭)를 사용 하 여 스트라이프 구조체 정의 2 분을 제거 홍보 아세톤 50 mL를 사용 하 여 s.</li>
	<li>텅스텐 diselenide (WSe2) 증 착을 사용 하 여 WSe 사파이어 기판에 이미 기존 MoS2 줄무늬 사이2 층의 선호 증가 귀 착될 것 이다 대상 위치에 성장.<ol>
<li>장소는 석 영 보트에 텅스텐 삼산화 (WO3) 가루 0.6 g 난방에 있는 용광로의 지역 센터. 넣어 사파이어 기판 하류 옆에 WO3 분말을 포함 하는 석 영 보트.</li>
		<li>용광로의 업스트림 측에 별도 석 영 보트에 셀레늄 (Se) 가루를 준비 합니다. 반응 동안에 260 ° C의 온도 유지 합니다.</li>
		<li>Ar/H2 를 사용 하 여 (Ar = 90 sccm, H2 = 6 sccm, 20 Torr) 가스 흐름을 925 ° c 센터 영역을가 열 하는 동안 사파이어 기판에 Se 그리고3 증기를가지고</li>
		<li>925 ° C, 15 분의 원하는 성장 온도 도달 후 난방 영역을 유지 하 고 자연스럽 게 실내 온도에 진정.</li>
	</ol></li>
	<li>금속 패드 배열 및 맞춤 표시를 조작.<ol>
<li>오버레이 패턴 금속 패드 배열 및 맞춤의 포토 리소 그래피 패터 닝 기법을 사용 하 여 표시 합니다.</li>
		<li>보증금 20 nm/60 nm Ti/Au 전자 총 증발 기를 사용 하 여. 참고: 골드 금속 패드의 산화를 방지 하는 데 사용 됩니다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 패드 명백한 될 때까지 광학 현미경을 통해 전체 프로세스를 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol></li>
	<li>MoS2-WSe2 heterojunction 상단 리본 모양 패턴 오버레이를 다른 EBL 프로세스를 수행 합니다.<ol>
<li>MoS2-WSe2 heterojunction에서 대상 위치와 광학 현미경을 사용 하 여 정렬 표시 좌표 변위를 측정 하 고 (AutoCAD) 소프트웨어를 사용 하 여 이러한 측정에 따라 리본 모양 레이아웃 디자인.</li>
		<li>예: PMMA 또는 P015, 60에 대 한 2000 rpm에서 샘플 위에 스핀 코트 홍보, s (실내 온도). 홍보 스핀 코팅 후 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 1.7.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 선 두께 1 μ m 보다 좁은 전자 빔의 이상적인 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>사파이어 기판에서의 정렬 표시 위치 레이아웃에서 그것의 통신 일치 되도록 EBL 기계를 설정 합니다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플 PEB 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 2.38 %TMAH 사용 합니다. 샘플 10 200ml 이온된 물으로는 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol></li>
	<li>리본 모양의 측면 heterojunction 정의를 O2 플라즈마 에칭 (2nd 에칭)를 사용 하 고 홍보 아세톤으로 제거.</li>
	<li>Ti/Au 금속 전극의 패턴 오버레이 EBL 프로세스를 수행 합니다.<ol>
<li>MoS2-WSe2 heterojunction에서 대상 위치와 광학 현미경을 사용 하 여 정렬 표시 좌표 변위를 측정 하 고 (AutoCAD) 소프트웨어를 사용 하 여 이러한 측정에 따라 금속 전극 레이아웃 디자인.</li>
		<li>예: PMMA 또는 P015, 60에 대 한 2000 rpm에서 샘플 위에 스핀 코트 홍보, s (실내 온도). 홍보 스핀 코팅 후 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 1.9.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 금속 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 1 µ m 보다 더 좁은 금속 선 두께 대 한 이상적인 전자 빔 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>사파이어 기판에 정렬 표시의 위치 레이아웃에서 그것의 통신 일치 되도록 EBL 기계를 설정 합니다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플 PEB 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 2.38 %TMAH 사용 합니다. 샘플 10 200ml 이온된 물으로는 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol></li>
	<li>Ti/Au 금속 증 착 및 이륙 수행<ol>
<li>100의 간격을 가진 전자 총 증발 기를 사용 하 여 Ti/Au 금속 입금 nm, 그렇지 않으면, 그것은 이륙 하 여 홍보 및 원치 않는 금속 제거 어려울 것 이다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 라인과 왼쪽 패드까지 광학 현미경을 통해 전체 프로세스를 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol></li>
	<li>1.9 단계에서 EBL 프로세스를 수행 하지만 Ti/Au 대신 Pd/Au 금속 전극의 패턴 오버레이.</li>
	<li>1.10 단계에서 금속 증 착 및 이륙 과정을 수행 하지만 Pd/Au Ti/Au 대신 입금.</li>
</ol>2. 2D 다시 문이 트랜지스터 제조 공정
<ol><li>맞춤 표시와 Si/SiO2 기판 다시 문이 준비.<ol>
<li>수 제 또는 상업 SiO2/Si 기판 준비.</li>
		<li>사진 평판 또는 EBL 패터 닝 기술을 사용 하 여 정렬 마크를 정의.</li>
		<li>대상 영역의 총 깊이 1000 nm에 도달할 때까지 SiO2/Si 기판에 반응성 이온 에칭 (RIE)를 수행 하 고 O2 플라즈마 형성된 정렬 마크를 공개 하 여 홍보 제거.</li>
		<li>포토 리소 그래피 패터 닝 기법을 사용 하 여 금속 패드 배열 패턴 오버레이.</li>
		<li>보증금 20 nm/60 nm Ti/Au 전자 총 증발 기를 사용 하 여. 참고: 골드 금속 패드의 산화를 방지 하는 데 사용 됩니다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 패드 명백한 될 때까지 광학 현미경에 의해 모든 과정을 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol>
</li>
	<li>뜨거운 벽으로 있는 사파이어 기판에 증 착의 MoS2 를 수행 합니다.<ol>
<li>장소 석 영 보트에 무3 가루 0.6 g 난방에 있는 용광로의 지역 센터. 넣어 사파이어 기판 하류 옆에 무3 분말을 포함 하는 석 영 보트.</li>
		<li>용광로의 업스트림 측에 별도 석 영 보트에 S 가루를 준비 합니다. 반응 동안에 190 ° C의 온도 유지 합니다.</li>
		<li>아르곤을 사용 하 여 (Ar = 70 sccm, 40 Torr) 가스 흐름을 750 ° c 센터 영역을가 열 하는 동안 사파이어 기판에 S 및 무3 증기를가지고</li>
		<li>15 분 동안 750 ° C의 원하는 성장 온도 도달 후 난방 영역을 유지 하 고 자연스럽 게 실내 온도에 진정.</li>
	</ol>
</li>
	<li>다시 문이 SiO2/Si 기판에 사파이어에서 MoS2 를 전송.<ol>
<li>30에 대 한 3500 rpm의 회전 속도와 스핀 코트 PMMA MoS2 필름 위에 s.</li>
		<li>MoS2/sapphire 구워 아크릴 코팅 강화 3 분 동안 120 ° C에서 샘플.</li>
		<li>사파이어 기판에서 MoS2 필름을 2 시간 30 분 약 암모니아 솔루션 (14.5%)의 50 mL에 MoS2/Sapphire 샘플을 찍어.</li>
		<li>영화를 선택 하 고 SiO2/Si 기판에 전송.</li>
		<li>MoS2 및 SiO2 레이어 간의 접착 력을 향상 시키기 위해 MoS2/SiO2/Si 샘플을 구워. 1 시간에 약 30 분 동안 120 ° C에서 샘플을 열.</li>
		<li>PMMA의 아세톤 2 시간 30 분 약 30 mL와 함께 그것을 세척 하 여 제거 합니다.</li>
		<li>이소프로필 알콜으로 샘플을 린스 하 고 질소를 사용 하 여 건조 날 려.</li>
	</ol>
</li>
	<li>EBL 수행 합니다. 참고: 없는 얇은 Au 시 전도성 어떻게든 이므로 EBL 과정 SiO2/Si 기판에 입금 됩니다.<ol>
<li>대상 위치 사이 좌표 변위를 측정 하 고 맞춤 광학 현미경을 사용 하 여 표시 하 고,이 측정에 따라 디자인 소프트웨어를 사용 하 여 금속 전극의 패턴 레이아웃 디자인. 참고: 금속 전극을 연결할 MoS2 샘플에서 대상 포인트 SiO2/Si 기판에 금속 패드.</li>
		<li>예: PMMA 또는 P015, 60에 대 한 2000 rpm에서 샘플 위에 스핀 코트 홍보, s (실내 온도). 홍보 전체 샘플 덮여 있다 확인 하십시오.</li>
		<li>(소프트 빵) 샘플 90 100 ° C에서 열 홍보에 용 매를 증발 하 고 접착을 향상 시킬 s.</li>
		<li>특정 파일 패턴 레이아웃 단계 2.4.1에서에서 변환 (예: GDS 파일), EBL 소프트웨어에 그것을 업로드 하 고.</li>
		<li>레이아웃에 금속 라인의 너비에 따라 전자 빔의 이상적인 복용량을 결정 합니다. 참고: 1 µ m 보다 더 좁은 금속 선 두께 대 한 이상적인 전자 빔 복용량은 110 µ C/cm2; 1 ~ 5 µ m 선 두께 대 한 복용량은 100 µ C/cm2; 그리고 선 두께 5 µ m 보다 더 넓은, 복용량 80 µ C/c m2이다.</li>
		<li>Si/SiO2 기판에서의 정렬 표시 위치 레이아웃에서 그것의 통신 일치 되도록 EBL 기계를 설정 합니다.</li>
		<li>전자 빔에 샘플을 제공 시작 합니다.</li>
		<li>서 파 효과 줄이기 위해 노출 후 샘플 PEB 적용 됩니다. 90에 대 한 120 ° C에서 샘플을 열 s.</li>
		<li>개발자로 2.38 %TMAH 사용 합니다. 샘플 10 이온 물 200 mL와 함께 TMAH 밖으로 80 미 세척을 위한 TMAH 담가 s.</li>
		<li>패턴은 광학 현미경에 의해 잘 발달 하는 경우를 검사 합니다.</li>
		<li>하드 빵 홍보 열 90 110 ° C에서 샘플에서에서 여분의 물을 제거를 실시 s.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Au 금속 증 착 및 이륙 수행<ol>
<li>100의 간격을 가진 전자 총 증발 기를 사용 하 여 누구나 금속 입금 nm, 그렇지 않으면, 그것은 이륙 하 여 홍보 및 원치 않는 금속 제거 어려울 것 이다.</li>
		<li>준비 하 고 홍보를 해산 하 고 수행 하는 이륙에 아세톤 100ml를 샘플 잠수함. 동요 하 고 금속 라인과 왼쪽 패드까지 광학 현미경을 통해 프로세스를 모니터링 하는 동안 아세톤을 날 려.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emerging+Device+Applications+for+Semiconducting+Two-Dimensional+Transition+Metal+Dichalcogenides.">Emerging Device Applications for Semiconducting Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides.</a> ACS Nano. 8 (2), 1102-1120 (2014).</li><li>Choi, W., Choudhary, N., Han, G. H., Park, J., Akinwande, D., Lee, 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=Recent+development+of+two-dimensional+transition+metal+dichalcogenides+and+their+applications.">Recent development of two-dimensional transition metal dichalcogenides and their applications.</a> Materials Today. 20 (3), 116-130 (2017).</li><li>Xiao, 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> Introduction to Semiconductor Manufacturing Technology, Second Edition. , (2012).</li><li>Lin, C. Y., Zhu, X., 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=Atomic-Monolayer+Two-Dimensional+Lateral+Quasi-Heterojunction+Bipolar+Transistors+with+Resonant+Tunneling+Phenomenon.">Atomic-Monolayer Two-Dimensional Lateral Quasi-Heterojunction Bipolar Transistors with Resonant Tunneling Phenomenon.</a> ACS Nano. 11 (11), 11015-11023 (2017).</li><li>Qi, J., Lan, Y. W., 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=Piezoelectric+effect+in+chemical+vapour+deposition-grown+atomic-monolayer+triangular+molybdenum+disulfide+piezotronics.">Piezoelectric effect in chemical vapour deposition-grown atomic-monolayer triangular molybdenum disulfide piezotronics.</a> Nature Communications. 6, (2015).</li></ol>

저자는 공개 없다.

이 문서에서는, 나노미터 스케일의 2D 자료에 따라 새로운 전자 조작의 자세한 절차는 설명 했다. 각 응용 프로그램의 샘플 준비 절차 서로 차이 때문에, 중복 된 프로세스 프로토콜으로 취급 했다. 전자 빔 패터 닝 소재 위치 결정 결합 및 금속 전극 정의 따라서 여기 프로토콜 역할. 두 가지 유형의 장치 언급 중 SiO2/Si 기판 위에 단 결정 MoS2 영화 전송 우기와 금속 이륙 끝에서 시작...

이후 수십 년 동안, 과거 인류는 발생 되었습니다 빠른 트랜지스터 그리고, 따라서, 트랜지스터 집적 회로 (Ic)에서 수에 있는 지 수 증가의 크기에 실험실. 이 실리콘 기반 보완 금속 산화물 반도체 (CMOS) 기술1의 지속적인 발전을 유지합니다. 또한, 크기와 조작 장치의 성능을이 현재의 추세는 여전히-트랙에는 그들의 성능 뿐 아니라 전자 칩에 트랜지스터의 수가 약 매 2 년 마다2배로 무어의 법칙으로. CMOS 트랜지스터는 대부분, 만약 함으로써 인간 생활의 중요 한 부분이 시장에서 사용할 수 있는 전자 장치,의 존재 한다. 이 때문에, 무어의 법칙 트랙을 따라 계속 제조 업체 밀어 왔다 칩 크기와 성능 개선에 대 한 지속적인 요구 있다.
불행 하 게도, 무어의 법칙은 열 발생으로 더 많은 실리콘 회로 작은 지역2에 압착의 금액으로 인해 끝 자 락 수 나타납니다. 이 같은 제공할 수 있는 물자의 새로운 종류에 대 한 호출 아니라면 더 나은 성능 실리콘으로 하 고, 같은 시간에 상대적으로 작은 규모에 구현할 수 있다. 최근, 새로운 유망 재료는 많은 재료 과학 연구의 주제 되었습니다. 1 차원 (1d) 탄소 나노튜브3,,45,6,7, 2D 그래8,,910, 같은 물자 11 , 12및 전이 금속 dichalcogenides (TMDs)13,14,15,,1617,18는으로 사용 될 수 있는 좋은 후보 실리콘 기반의 CMOS에 대 한 대체 하 고 무어의 법칙 트랙을 계속 합니다.
소규모 장치 제조 리소 그래피와 금속 전극 정의 등 다른 제조 기술에 성공적으로 진행 하는 자료의 위치의 주의 결정을 필요 합니다. 그래서,이 문서에 소개 된 메서드는이 필요를 해결 하기 위해 설계 되었다. 전통적인 반도체 제조 기법19에 비해는이 문서에 소개 된 방식은 재단사-재료의 위치를 찾는 측면에서 더 많은 관심을 필요로 하는 소규모 장치 개발에 적합 합니다. 이 방법의 목표는 안정적으로 2D 다시 문이 트랜지스터 등 Q-HBTs, 표준 제조 프로세스를 사용 하 여 2D 접한 장치를 조작 하는. 그것은 미래의 첨단된 나노 스케일 디바이스의 생산을 향해 길을 불법 체류자로이 미래 nanodevice 개발을 위한 플랫폼으로 사용할 수 있습니다.
절차 섹션에서 2D 자료 기반 장치 즉, Q-HBT 및 2D 다시 문이 트랜지스터 제조 프로세스는 자세히 설명 되어 있습니다. 전자 빔 패터 닝 소재 위치 결정 결합 및 금속 전극 정의 프로토콜을 구성 하는 그들은 모두 언급 한 프로세스에 필요한 이후. 제 1 부 Q HBTs20;의 단계별 제작 과정을 설명 합니다. 그리고 2 부를 화학 기상 증 착 (CVD) 이황화 몰 리브 덴 (MoS2) 다시 문이 트랜지스터 전송에서 이륙21, 완전히 문서에 표시 되었습니다 보편적인 방법을 보여 줍니다. 자세한 프로세스 흐름은 (그림 1)에 나와 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:973px;" width="973">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">E-gun Evaporator</td>
			<td style="width:175px;">AST</td>
			<td style="width:255px;">PEVA 600I</td>
			<td style="width:296px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Au slug, 99.99%</td>
			<td>Well-Being Enterprise Co</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Ti slug, 99.99%</td>
			<td>Well-Being Enterprise Co</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">E-beam Lithography System</td>
			<td style="width:175px;">Elionix</td>
			<td style="width:255px;">ELS7500-EX</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Cold Wall CVD System</td>
			<td style="width:175px;">Sulfur Science</td>
			<td style="width:255px;">SCW600S</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">C-plane Sapphire substrate</td>
			<td style="width:175px;">Summit-Tech</td>
			<td style="width:255px;">X171999</td>
			<td>(0001) &#177; 0.2 &#176; one side polished</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">100 nm SiO2/Si</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td style="width:255px;"></td>
			<td>Fabricated in NDL</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Ammonia Solution</td>
			<td style="width:175px;">BASF</td>
			<td style="width:255px;">Ammonia Solution 28% Selectipur</td>
			<td style="width:296px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Molybdenum (Mo), 99.95%</td>
			<td style="width:175px;">Summit-Tech&#160;</td>
			<td style="width:255px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Tungsten (W), 99.95%</td>
			<td style="width:175px;">Summit-Tech&#160;</td>
			<td style="width:255px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Sulfur (S), 99.5%</td>
			<td style="width:175px;">Sigma-Aldrich&#160;</td>
			<td style="width:255px;">13803</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Polymethyl Methacrylate (PMMA)</td>
			<td style="width:175px;">Microchem&#160;</td>
			<td style="width:255px;">8110788</td>
			<td>Use for transfer process</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Spin Coater</td>
			<td>Laurell&#160;</td>
			<td>WS 400B 6NPP LITE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Acetone</td>
			<td style="width:175px;">BASF</td>
			<td style="width:255px;">Acetone EL Selectipur</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Isopropanol (IPA)</td>
			<td style="width:175px;">BASF</td>
			<td style="width:255px;">2-Propanol UPS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Photo Resist for EBL</td>
			<td style="width:175px;">TOK</td>
			<td style="width:255px;">TDUR-P-015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:248px;">Plasma Cleaner</td>
			<td style="width:175px;">Harrick Plasma</td>
			<td style="width:255px;">PDC-32G</td>
			<td>Oxygen plasma</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a standard and reliable method to fabricate two-dimensional nanoelectronics

2 차원 (2D) 자료는 그들의 독특한 속성 및 잠재적인 응용 프로그램으로 인해 큰 관심을 받고 있다. 웨이퍼 스케일 합성 2D 자료의 초기 단계에 아직도 이기 때문에, 과학자 들은 완전히 관련된 연구에 대 한 전통적인 반도체 기술에 의존 수 없습니다. 전극 정의에 자료를 찾는에서 섬세 한 프로세스를 잘 제어 해야 합니다. 이 문서에서는, 범용 제조 프로토콜 트랜지스터 (HBT Q), 그리고 2D 다시 문이 트랜지스터 설명 나노 전자, 2D 준-heterojunction 바이 폴라 등 제조에 필요 합니다. 이 프로토콜 포함 소재 위치, 전자 빔 리소 그래피 (EBL), 금속 전극 정의의 외. 이 소자는 제조 절차의 단계 이야기 또한 제공 됩니다. 또한, 결과 각각의 조작된 장치 높은 반복성으로 고성능을 달성 했다 보여. 이 작품 보여 2D 나노-전자를 준비 하기 위한 프로세스 흐름의 포괄적인 설명, 연구 그룹을이 정보에 액세스 하 고 미래 전자 쪽으로 길을 있습니다.

장치 제작 프로세스는 2D 소재 소자의 개발을 포함 하는 해당 작가 연구의 몇몇에 적용 되었습니다. 이 부분에서 이러한 연구 들의 결과 위에서 설명한 프로토콜의 유효성을 입증 하는 되 게 됩니다. 측면 WSe2의 단층-MoS2 Q HBT20 첫 번째 예제로 선택 됩니다. 프로토콜에 대 한 자세한 표준 장치 제조 프로세스를 사용 하는 단층 옆 WSe2...

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A Standard and Reliable Method to Fabricate Two-Dimensional Nanoelectronics

문서 미래의 낮은 차원 일렉트로닉스의 개발에 대 한 표준 및 신뢰할 수 있는 제조 절차를 소개 하는 것을 목표로.

2 차원 일렉트로닉스를 조작 하는 표준 및 신뢰할 수 있는 방법

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

a-standard-reliable-method-to-fabricate-two-dimensional

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Engineering

9.4K 조회수.  National Taiwan Normal University. 문서 미래의 낮은 차원 일렉트로닉스의 개발에 대 한 표준 및 신뢰할 수 있는 제조 절차를 소개 하는 것을 목표로.

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A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

The standard nanofabrication toolkit includes techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating metal patterns on a submicron scale requires a combination of nanofabrication tools and several material processing steps. For example, steps to create planar metal structures using ultraviolet photolithography and electron-beam lithography can include sample exposure, sample development, metal deposition, and metal liftoff. To create 3D metal structures, the sequence is repeated multiple times. The complexity and difficulty of stacking and aligning multiple layers limits practical implementations of 3D metal structuring using standard nanofabrication tools. Femtosecond-laser direct-writing has emerged as a pre-eminent technique for 3D nanofabrication.1,2 Femtosecond lasers are frequently used to create 3D patterns in polymers and glasses.3-7 However, 3D metal direct-writing remains a challenge. Here, we describe a method to fabricate silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm. The method enables the fabrication of patterns not feasible using other techniques, such as 3D arrays of disconnected silver voxels.8 Disconnected 3D metal patterns are useful for metamaterials where unit cells are not in contact with each other,9 such as coupled metal dot10,11or coupled metal rod12,13 resonators. Potential applications include negative index metamaterials, invisibility cloaks, and perfect lenses.
In femtosecond-laser direct-writing, the laser wavelength is chosen such that photons are not linearly absorbed in the target medium. When the laser pulse duration is compressed to the femtosecond time scale and the radiation is tightly focused inside the target, the extremely high intensity induces nonlinear absorption. Multiple photons are absorbed simultaneously to cause electronic transitions that lead to material modification within the focused region. Using this approach, one can form structures in the bulk of a material rather than on its surface.
Most work on 3D direct metal writing has focused on creating self-supported metal structures.14-16 The method described here yields sub-micrometer silver structures that do not need to be self-supported because they are embedded inside a matrix. A doped polymer matrix is prepared using a mixture of silver nitrate (AgNO3), polyvinylpyrrolidone (PVP) and water (H2O). Samples are then patterned by irradiation with an 11-MHz femtosecond laser producing 50-fs pulses. During irradiation, photoreduction of silver ions is induced through nonlinear absorption, creating an aggregate of silver nanoparticles in the focal region. Using this approach we create silver patterns embedded in a doped PVP matrix. Adding 3D translation of the sample extends the patterning to three dimensions.

Femtosecond-laser direct-writing is frequently used to create three-dimensional (3D) patterns in polymers and glasses. However, patterning metals in 3D remains a challenge. We describe a method for fabricating silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm.

3D로 연결이 끊긴 실버 Nanostructures를 조작하는 방법

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

연구

공학

Nanomoulding of Functional Materials, a Versatile Complementary Pattern Replication Method to Nanoimprinting

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding combined with layer transfer enables the replication of arbitrary surface patterns from a master structure onto the functional material. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes. In particular we demonstrate the fabrication of patterned transparent zinc oxide electrodes for light trapping applications in solar cells.

We describe a nanomoulding technique which allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks and full devices. Nanomoulding can be performed on any nanoimprinting setup and can be applied to a wide range of materials and deposition processes.

기능성 재료 Nanomoulding, Nanoimprinting에 다목적 보완 패턴 복제 방법

We describe a nanomoulding technique which  allows low-cost nanoscale patterning of functional materials, materials stacks  and full devices. Nanomoulding ...

A Method for Studying the Temperature Dependence of Dynamic Fracture and Fragmentation

The dynamic fracture of a body is a late-stage phenomenon typically studied under simplified conditions, in which a sample is deformed under uniform stress and strain rate. This can be produced by evenly loading the inner surface of a cylinder. Due to the axial symmetry, as the cylinder expands the wall is placed into a tensile hoop stress that is uniform around the circumference. While there are various techniques to generate this expansion such as explosives, electromagnetic drive, and existing gas gun techniques they are all limited in the fact that the sample cylinder must be at room temperature. We present a new method using a gas gun that facilitates experiments on cylinders from 150 K to 800 K with a consistent, repeatable loading. These highly diagnosed experiments are used to examine the effect of temperature on the fracture mechanisms responsible for failure, and their resulting influence on fragmentation statistics. The experimental geometry employs a steel ogive located inside the target cylinder, with the tip located about halfway in. A single stage light gas gun is then used to launch a polycarbonate projectile into the cylinder at 1,000 m/sec-1. The projectile impacts and flows around the rigid ogive, driving the sample cylinder from the inside. The use of a non-deforming ogive insert allows us to install temperature control hardware inside the rear of the cylinder. Liquid nitrogen (LN2) is used for cooling and a resistive high current load for heating. Multiple channels of upshifted photon Doppler velocimetry (PDV) track the expansion velocity along the cylinder enabling direct comparison to computer simulations, while High speed imaging is used to measure the strain to failure. The recovered cylinder fragments are also subject to optical and electron microscopy to ascertain the failure mechanism.

Fracture and fragmentation are late stage phenomena in dynamic loading scenarios and are typically studied using explosives. We present a technique for driving expansion using a gas gun which uniquely enables control of both loading rate and sample temperature.

The dynamic fracture of a body is a late-stage phenomenon typically studied under simplified conditions, in which a sample is deformed under uniform ...

A Cost-effective and Reliable Method to Predict Mechanical Stress in Single-use and Standard Pumps

Pumps are mainly used when transferring sterile culture broths in biopharmaceutical and biotechnological production processes. However, during the pumping process shear forces occur which can lead to qualitative and/or quantitative product loss. To calculate the mechanical stress with limited experimental expense, an oil-water emulsion system was used, whose suitability was demonstrated for drop size detections in bioreactors1. As drop breakup of the oil-water emulsion system is a function of mechanical stress, drop sizes need to be counted over the experimental time of shear stress investigations. In previous studies, the inline endoscopy has been shown to be an accurate and reliable measurement technique for drop size detections in liquid/liquid dispersions. The aim of this protocol is to show the suitability of the inline endoscopy technique for drop size measurements in pumping processes. In order to express the drop size, the Sauter mean diameter d32 was used as the representative diameter of drops in the oil-water emulsion. The results showed low variation in the Sauter mean diameters, which were quantified by standard deviations of below 15%, indicating the reliability of the measurement technique.

Shear stress investigations on an oil-water emulsion system result in drop breakup over the experimental time. To count drop sizes in pumping processes, the suitability of inline endoscopy was successfully demonstrated in this protocol.

Pumps are mainly used when transferring sterile culture broths in biopharmaceutical and biotechnological production processes. However, during the pumping ...

Standardized Method for Measuring Collection Efficiency from Wipe-sampling of Trace Explosives

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common procedure for collecting traces of explosives, and standardized measurements of collection efficiency are needed to evaluate and optimize sampling protocols. The approach described here is designed to provide this measurement infrastructure, and controls most of the factors known to be relevant to wipe-sampling. Three critical factors (the applied force, travel distance, and travel speed) are controlled using an automated device. Test surfaces are chosen based on similarity to the screening environment, and the wipes can be made from any material considered for use in wipe-sampling. Particle samples of the explosive 1,3,5-trinitroperhydro-1,3,5-triazine (RDX) are applied in a fixed location on the surface using a dry-transfer technique. The particle samples, recently developed to simulate residues made after handling explosives, are produced by inkjet printing of RDX solutions onto polytetrafluoroethylene (PTFE) substrates. Collection efficiency is measured by extracting collected explosive from the wipe, and then related to critical sampling factors and the selection of wipe material and test surface. These measurements are meant to guide the development of sampling protocols at screening venues, where speed and throughput are primary considerations.

Optimized sampling protocols and the development of new wipe materials can be facilitated by standardized measurements of collection efficiency from wipe-sampling. Our approach for sampling trace explosives uses an automated device to control speed, force, and distance during wipe-sampling followed by extraction of collected explosives.

추적 폭발물 닦아 샘플링에서 수집 효율을 측정하는 표준화 된 방법

One of the limiting steps to detecting traces of explosives at screening venues is effective collection of the sample. Wipe-sampling is the most common ...

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and forging. Adoption of this technique is proceeding despite disagreement concerning the underlying mechanism responsible for EAD. The experimental procedure described herein enables a more explicit study compared to previous EAD research by removing thermal effects, which are responsible for disagreement in interpreting previous EAD results. Furthermore, as the procedure described here enables EAD observation in situ and in real time in a transmission electron microscope (TEM), it is superior to existing post-mortem methods that observe EAD effects post-test. Test samples consist of a single crystal copper (SCC) foil having a free-standing tensile test section of nanoscale thickness, fabricated using a combination of laser and ion beam milling. The SCC is mounted to an etched silicon base that provides mechanical support and electrical isolation while serving as a heat sink. Using this geometry, even at high current density (~3,500 A/mm2), the test section experiences a negligible temperature increase (&#60;0.02 &#176;C), thus eliminating Joule heating effects. Monitoring material deformation and identifying the corresponding changes to microstructures, e.g. dislocations, are accomplished by acquiring and analyzing a series of TEM images. Our sample preparation and in situ experiment procedures are robust and versatile as they can be readily utilized to test materials with different microstructures, e.g., single and polycrystalline copper.

A Novel Method for In Situ Electromechanical Characterization of Nanoscale Specimens

Isolating electrical and thermal effects on electrically assisted deformation (EAD) is very difficult using macroscopic samples. Metallic sample micro- and nanostructures together with a custom test procedure have been developed to evaluate the impact of applied current on the formation without joule heating and evolution of dislocations on these samples.

에 대한 소설 방법<em&gt; 현장에서</em&gt; 나노 크기 시편의 전자 기계적 특성 분석

Electrically assisted deformation (EAD) is increasingly being used to improve the formability of metals during processes such as sheet metal rolling and ...

Experimental Implementation of a New Composite Fabrication Method: Exposing Bare Fibers on the Composite Surface by the Soft Layer Method

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional component that should have high electrical conductivity, high mechanical properties, and high productivity.
In this regard, a carbon fiber/epoxy resin composite can be an ideal material to replace the conventional graphite bipolar plate, which often leads to the catastrophic failure of the entire system because of its inherent brittleness. Though the carbon/epoxy composite has high mechanical properties and is easy to manufacture, the electrical conductivity in the through-thickness direction is poor because of the resin-rich layer that forms on its surface. Therefore, an expanded graphite coating was adopted to solve the electrical conductivity issue. However, the expanded graphite coating not only increases the manufacturing costs but also has poor mechanical properties.
In this study, a method to expose fibers on the composite surface is demonstrated. There are currently many methods that can expose fibers by surface treatment after the fabrication of the composite. This new method, however, does not require surface treatment because the fibers are exposed during the manufacture of the composite. By exposing bare carbon fibers on the surface, the electrical conductivity and mechanical strength of the composite are increased drastically.

A protocol to expose bare fibers on the composite surface by eliminating resin rich area is presented. The fibers are exposed during fabrication of the composites, not by the post surface treatment. The exposed carbon composites exhibit high electrical conductivity in the through-thickness direction and high mechanical property.

새로운 복합 제조 방법의 실험적 구현: 소프트 레이어 방법으로 복합 표면에 벌 거 벗은 섬유 노출

The bipolar plate is a key component in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) and vanadium redox flow batteries (VRFBs). It is a multi-functional ...

Method for Recording Broadband High Resolution Emission Spectra of Laboratory Lightning Arcs

Lightning is one of the most common and destructive forces in nature and has long been studied using spectroscopic techniques, first with traditional camera film methods and then digital camera technology, from which several important characteristics have been derived. However, such work has always been limited due to the inherently random and non-repeatable nature of natural lightning events in the field. Recent developments in lightning test facilities now allow the reproducible generation of lightning arcs within controlled laboratory environments, providing a test bed for the development of new sensors and diagnostic techniques to understand lightning mechanisms better. One such technique is a spectroscopic system using digital camera technology capable of identifying the chemical elements with which the lightning arc interacts, with these data then being used to derive further characteristics. In this paper, the spectroscopic system is used to obtain the emission spectrum from a 100 kA peak, 100 &#181;s duration lightning arc generated across a pair of hemispherical tungsten electrodes separated by a small air gap. To maintain a spectral resolution of less than 1 nm, several individual spectra were recorded across discrete wavelength ranges, averaged, stitched, and corrected to produce a final composite spectrum in the 450 nm (blue light) to 890 nm (near infrared light) range. Characteristic peaks within the data were then compared to an established publicly available database to identify the chemical element interactions. This method is readily applicable to a variety of other light emitting events, such as fast electrical discharges, partial discharges, and sparking in electrical equipment, apparatus, and systems.

Emission spectroscopy techniques have traditionally been used to analyze inherently random lightning arcs occurring in nature. In this paper, a method developed to obtain the emission spectroscopy from reproducible lightning arcs generated within a laboratory environment is described.

실험실 번개 아크의 광대역 고분해능 방출 스펙트럼을 기록하는 방법

Lightning is one of the most common and destructive forces in nature and has long been studied using spectroscopic techniques, first with traditional ...

A Fabrication and Measurement Method for a Flexible Ferroelectric Element Based on Van Der Waals Heteroepitaxy

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on high-density data storage and low-power consumption capabilities. However, the high-quality oxide based nonvolatile memory on flexible substrates is often constrained by the material characteristics and the inevitable high-temperature fabrication process. In this paper, a protocol is proposed to directly grow an epitaxial yet flexible lead zirconium titanate memory element on muscovite mica. The versatile deposition technique and measurement method enable the fabrication of flexible yet single-crystalline non-volatile memory elements necessary for the next generation of smart devices.

In this paper, we present a protocol to directly grow an epitaxial yet flexible lead zirconium titanate memory element on muscovite mica.

제조 및 반 데르 발스 Heteroepitaxy에 따라 유연한 Ferroelectric 요소에 대 한 측정 방법

Flexible non-volatile memories have received much attention as they are applicable for portable smart electronic device in the future, relying on ...

Scalable Quantum Integrated Circuits on Superconducting Two-Dimensional Electron Gas Platform

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface between two different materials is necessary. The S-Sm junction with high interface transparency will then facilitate the observation of the induced hard superconducting gap, which is the key requirement to access the topological phases (TPs) and observation of exotic quasiparticles such as Majorana zero modes (MZM) in hybrid systems. A material platform that can support observation of TPs and allows the realization of complex and branched geometries is therefore highly demanding in quantum processing and computing science and technology. Here, we introduce a two-dimensional material system and study the proximity induced superconductivity in semiconducting two-dimensional electron gas (2DEG) that is the basis of a hybrid quantum integrated circuit (QIC). The 2DEG is a 30 nm thick In0.75Ga0.25As quantum well that is buried between two In0.75Al0.25As barriers in a heterostructure. Niobium (Nb) films are used as the superconducting electrodes to form Nb- In0.75Ga0.25As -Nb Josephson junctions (JJs) that are symmetric, planar and ballistic. Two different approaches were used to form the JJs and QICs. The long junctions were fabricated photolithographically, but e-beam lithography was used for short junctions&#8217; fabrication. The coherent quantum transport measurements as a function of temperature in the presence/absence of magnetic field B are discussed. In both device fabrication approaches, the proximity induced superconducting properties were observed in the In0.75Ga0.25As 2DEG. It was found that e-beam lithographically patterned JJs of shorter lengths result in observation of induced superconducting gap at much higher temperature ranges. The results that are reproducible and clean suggesting that the hybrid 2D JJs and QICs based on In0.75Ga0.25As quantum wells could be a promising material platform to realize the real complex and scalable electronic and photonic quantum circuitry and devices.

Quantum integrated circuits (QICs) consisting of array of planar and ballistic Josephson junctions (JJs) based on In0.75Ga0.25As two-dimensional electron gas (2DEG) is demonstrated. Two different methods for fabrication of the two-dimensional (2D) JJs and QICs are discussed followed by the demonstration of quantum transport measurements in sub-Kelvin temperatures.

To form a coherent quantum transport in hybrid superconductor-semiconductor (S-Sm) junctions, the formation of a homogeneous and barrier-free interface ...