당사의 프로토콜은 음향 나노 유체에 대한 리튬 니오바테를 통해 표면 음향 파 작동을 통합하는 나노 높이 채널의 상세한 제조 방법을 제공합니다. 이 기술은 단일 결정 리튬 niobate의 실온 플라즈마 표면 활성화 다층 접합을 수행하는 데 사용할 수 있습니다, 리튬 niobate 또는 이산화 화이산화물 및 기타 산화물을 접합하는 데 동등하게 유용한 과정. 모든 파편과 미립자 나노 높이 채널 형성에서 접합 실패를 방지하기 위해 세척 및 플라즈마 표면 활성화 공정 중에 제거해야합니다.
이 방법의 시각적 데모는 전체 제작 프로세스를 자세히 캡처하여 다른 연구진을 위한 프로토콜을 명확하게 설명할 수 있습니다. 나노 높이 채널 마스크를 준비하려면 리프트오프 절차의 정상적인 포토리소그래피가 되도록 설계된 패턴이 새겨진 웨이퍼를 스퍼터 증착 시스템에 넣고 챔버 진공을 음극6밀리터로 5배 10으로 끌어당기도록 한다. 아르곤이 2.5밀리토르와 스퍼터 크롬을 200와트로 흐르도록 허용하여 18분 이내에 400나노미터 두께의 희생 마스크를 생성합니다.
증착의 끝에서 웨이퍼를 아세톤 비커에 완전히 잠그고 웨이퍼를 중간 강도로 10분 동안 초음파 처리합니다. 초음파 처리가 끝나면 웨이퍼를 탈온화 된 물로 헹구고 마른 질소 흐름으로 웨이퍼를 건조시. 그런 다음 다이싱 톱을 사용하여 웨이퍼를 칩당 하나의 나노 슬릿 패턴으로 개별 칩으로 나눕니다.
나노 높이 채널을 조작하려면 웨이퍼를 반응성 이온 에칭 챔버에 넣습니다. 리튬 니오바테에서 120 나노미터 깊은 나노 슬릿을 생성하도록 지시된 바와 같이 챔버 매개변수를 설정합니다. 채널 입구와 콘센트를 드릴려면 양면 테이프를 사용하여 페트리 접시 바닥에 작은 강판을 부착하고 에칭 칩을 접시에 부착합니다.
접시를 물로 채우고 칩을 완전히 담그고 0.5 mm 직경의 다이아몬드 드릴 비트를 드릴 프레스에 부착하십시오. 그런 다음 분당 최소 10, 000 회전 속도로 드릴하여 원하는 입구와 콘센트를 가공합니다. 크롬 젖은 에칭의 경우, 다이아몬드 팁 조각 펜을 사용하여 드릴리튬 니오바테의 평평한 기네치 표면을 명확하게 표시하여 나노 높이 채널이 있는 측면을 추적하고 크롬 에탄의 칩을 초음파 처리합니다.
칩의 용매 세척을 위해, 하나의 표면 음향 파 장치와 하나의 에칭 나노 스케일 우울증 칩으로 구성된 칩 쌍을 배치하고 초음파 욕조가 배치 아세톤의 비커에 쌍을 몰입. 아세톤에서 초음파 처리 2 분 후, 1 분 동안 메탄올의 칩을 초음파 처리합니다. 메탄올 초음파 처리의 끝에서, 탈이온 물에 칩을 헹구는.
다음으로, 과산화수소는 통풍이 잘 되는 후드에 1대 3 비율로 황산에 추가하고 모든 칩을 테플론 홀더에 넣습니다. 조심스럽게 두 개의 순차적으로 탈온 수조에 칩과 홀더를 헹구기 전에 10 분 동안 피라냐 산의 비커에 홀더를 배치합니다. 두 번째 헹구기 후, 건조한 질소 흐름으로 칩을 건조시키고 즉시 오염을 피하기 위해 취급 중에 덮여 있도록 산소 플라즈마 활성화 장비에 샘플을 배치합니다.
120와트의 전력을 사용하여 칩을 120 표준 입방 센티미터에서 150초 동안 산소 흐름에 노출시키면서 플라즈마로 칩 표면을 활성화합니다. 활성화가 끝나면 시료를 신선한 탈이온 수조에 2분 이상 즉시 담급하십시오. 건조한 질소 흐름으로 칩을 건조한 후, 나노 슬릿 칩을 적절한 방향으로 정렬한 칩과 원하는 위치에 표면 음향 파 장치 칩에 조심스럽게 놓습니다.
그런 다음 핀셋 또는 이와 유사하여 센터에서 샘플을 눌러 채권을 시작하여 초기 우울증 후 결합하지 못한 부위에 부드러운 압력을 가합니다. 다음으로, 접합 된 샘플을 스프링 클램프에 놓고 열 팽창에도 불구하고 안전하게 하중을 발휘하고 고정 된 샘플을 실온 오븐에 놓습니다. 그런 다음 오븐 온도를 섭씨 300도까지 설정하여 분당 최대 섭씨 2도의 경사로 를 자동 차단하기 2 시간 전에 거주합니다.
완성된 나노 슬릿에서 유체 모션을 관찰하기 위해, 나노 슬릿 칩을 반전 된 현미경 아래에 놓고 광학 경로의 선형 편광 필터를 통해 칩을 회전시켜 리튬 니오바테에서 배금기 기반 이미지를 적절하게 차단합니다. 그런 다음 입구에 초순수 탈이온 수를 추가하고 유체 진행을 이미지합니다. 표면 음향 파 작동의 경우, 반사 된 음향 파 장치를 방지하기 위해 표면 음향 파 장치의 끝에 흡수기를 부착하고 신호 발생기의 공명 주파수를 약 40 메가 헤르츠로 설정합니다.
증폭기를 사용하여 신호를 증폭하고 오실로스코프를 사용하여 장치에 적용된 실제 전압, 전류 및 전력을 측정합니다. 그런 다음 비동동 전기장을 디지털 트랜스듀서에 적용하고 나노 슬릿 내에서 작동 하는 동안 유체 모션을 기록 합니다. 이러한 이미지에서, 초순수 탈온화 수의 모세관 충전은 100나노미터 키 400 마이크로미터 폭 채널과 100나노미터 키 40 마이크로미터 폭 채널 1개로 나타났다.
모세관힘은 입구를 통해 전달되는 초순수 한 방울로 전체 나노 슬릿의 유체 충전을 끌어내고, 더 큰 모세관력으로 인해 좁은 채널 내에서 충전이 더 빨리 일어났다. 본 실험에서, 100나노미터 높이의 슬릿에 물이 배수되어 표면 음향파 장치의 중간에 최대 음향 에너지를 나타내는 가운데 최대 길이의 물공기 인터페이스를 보여주었다. 약 1와트의 임계값 적용 전력은 눈에 보이는 배수 현상을 구동하기 위해 모세관 압력보다 더 큰 음향 압력을 강제로 필요합니다.
대부분의 제조 공정은 마이크로 스케일 미립자 오염을 방지하기 위해 깨끗한 방에서 수행되어야하며 충전에 사용되는 유체는 나노 슬릿의 막힘을 방지하기 위해 초순수해야합니다. 우리의 접근 방식은 나노 스케일에서 다양한 물리적 문제와 생물학적 응용 분야의 조사를위한 나노 음향 유체 시스템을 제공합니다.
